Trình Bày, Phân Tích Đánh Giá Độ Bền Vật Liệu Bằng Các Phương Pháp Thứ Không Phá Hủy Trực Quan, Huỳnh Quang Tia X, Siêu Âm, Laser, Phóng Xạ, Từ Thông, Radar Xuyên Đất..pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN KH & KT VẬT LIỆU

Bộ môn Cơ học vật liệu & Cán kim loại**********

BÀI TẬP LỚN

Môn: Đánh Giá Độ Bền Vật Liệu

Đề tài: Trình bày, phân tích đánh giá độ bền Vật Liệu bằng các phương pháp thứ

không phá hủy: Trực quan, Huỳnh quang tia X, siêu âm, Laser, Phóng xạ, Từ thông,Radar xuyên đất

Giáo viên hướng dẫn PGS.TS Lê Thái HùngSinh viên thực hiện

Đỗ Văn Tuấn - 20196256Triệu Quang Đức - 20196062 Cao Vũ Thái Dương - 20196072

Hà nội, tháng 7 năm 2023

Bảng1 Phân công nhiện vụ bài báo cáo

Đỗ Văn Tuấn Phương Pháp Trực QuanPhương Pháp Huỳnh Quang Tia XPhương Pháp Laser

Triệu Quang Đức Phương Pháp Kiểm Tra Siêu Âm

Phương Pháp Phóng Xạ

Cao Vũ Thái Dương Phương Pháp Radar Xuyên ĐấtPhương Pháp Từ Thông

Mục lục

Mục lục 3

PHƯƠNG PHÁP TRỰC QUANⅠ 5

1 Giới thiệu, mục đích và ý nghĩa của phương pháp 5

Ⅱ PHƯƠNG PHÁP HUỲNH QUANG TIA X 10

1 Giới thiệu, mục đích và ý nghĩa của phương pháp huỳnh quang tia X 10

2 Nguyên lý thực hiện và tiêu chuẩn của phương pháp 10

3 Ưu, nhược điểm của phương pháp 11

1 Giới thiệu, mục đích ý nghĩa của phương pháp Laser 14

2 Nguyên lý và tiêu chuẩn thực hiện 14

3 Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp 15

4 Các thông số xác định và tính toán 15

5 Các thiết bị thực hiện khi đánh giá độ bền vật liệu bằng phương pháp laser 16

6 Đánh giá chung 16

Ⅳ PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA SIÊU ÂM Ultrasonic Testing (UT) 16

1.Mục đích và ý nghĩa của phương pháp : 16

2.Phương pháp và nguyên lý thực hiện, tiêu chuẩn thực hiện 17

3.Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp siêu âm: 18

4 Các thông số xác định đo và tính toán sóng siêu âm có thể bao gồm: 19

5 Thiết bị thực hiện siêu âm bao gồm các thành phần chính sau: 19

6 Đánh giá về siêu âm 20

Ⅴ PHƯƠNG PHÁP PHÓNG XẠ 21

1 Một số mục đích và ý nghĩa của phương pháp phóng xạ (Radiographic Testing- RT) bao gồm: 21

2 Phương pháp và nguyên lý ,tiêu chuẩn thực hiện 22

3 Ưu nhược điểm 24

4 Các thông số tính toán 24

5 Thiết bị thực hiện 26

6 Đánh giá chung 28

Ⅵ PHƯƠNG PHÁP RADAR XUYÊN ĐẤT 29

1, Mục đích và ý nghĩa của phương pháp 29

2, Phương pháp, nguyên lí thực hiện, tiêu chuẩn thực hiện 29

3, Ưu điểm và nhược điểm 31

4, Các thông số xác định đo và tính toán, lấy ví dụ 32

5, Thiết bị thực hiện 32

6, Đánh giá chung 33

Ⅶ PHƯƠNG PHÁP TỪ THÔNG 35

1, Mục đích và ý nghĩa của phương pháp 35

2, Phương pháp, nguyên lí thực hiện, tiêu chuẩn thực hiện 36

3, Ưu điểm và nhược điểm 37

4, Các thông số xác định đo và tính toán, lấy ví dụ 38

5, Thiết bị thực hiện 39

6, Đánh giá chung 40

PHƯƠNG PHÁP TRỰC QUAN

1 Giới thiệu, mục đích và ý nghĩa của phương pháp

- Là phương pháp đưa ra một đánh giá tương đối về tính chất vật liệu cách nhanhchóng và đơn giản, bằng cách sử dụng tay, mắt và các giác quan khác để kiểmtra, thử nghiệm đơn giản để đưa ra nhận xét và đánh giá độ bền của vật liệu.- Phương pháp trực quan giúp xác định các tính chất của vật liệu như độ bền, độ

dẻo, độ cứng, tính chịu mài mòn, tính chống va đập, v.v.

2 Nguyên lý thực hiện

Chuẩn bị mẫu: Mẫu vật liệu cần được chuẩn bị để sử dụng các phương tiện đo

lường và quan sát

Quan sát bề mặt: Sử dụng mắt thường hoặc kính hiển vi để kiểm tra bề mặt

của vật liệu và phát hiện các vết nứt, gãy hoặc tác động khác

Đo lường cấu trúc: Sử dụng kính hiển vi để xem cấu trúc tinh thể của vật liệu

và xác định các thông số cấu trúc như kích thước tinh thể, hướng tinh thể và cácđặc tính khác.

Phân tích thành phần: Sử dụng máy quang phổ để phân tích thành phần của

vật liệu bằng cách xác định bước sóng của các tia phát ra từ mẫu

Đo lường độ cứng hoặc độ dẻo: Sử dụng các thiết bị đo lường để xác định độ

cứng hoặc độ dẻo của vật liệu bằng cách đo lường lực cần thiết để làm biếndạng mẫu.

Sau khi thu thập các thông tin trên, các kết quả đo lường và quan sát được phân tích vàđưa ra kết luận về độ bền của vật liệu.

3 Ưu nhược điểm của phương pháp.

Ưu điểm:

Phương pháp đơn giản, dễ thực hiện và không đòi hỏi chi phí đầu tư cao.Có khả năng đánh giá độ bền của vật liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả.Giúp phát hiện các vấn đề về tính chất của vật liệu, giúp cho việc nghiên cứu vàsản xuất vật liệu được cải thiện.

Có thể sử dụng để đưa ra quyết định nhanh trong các trường hợp cần thiết.

Nhược điểm:

- Kết quả đánh giá có thể bị chủ quan do sự khác nhau về kinh nghiệm, kỹ năng

và quan điểm của người đánh giá.

- Không cung cấp kết quả đo lường chính xác về các thông số của vật liệu.

- Không thể đánh giá được các tính chất vật liệu có liên quan đến môi trườngthực tế, do đó kết quả có thể không phản ánh đầy đủ tính chất của vật liệu trongđiều kiện thực tế.

4 Các thông số xác định, tính toán.

Tùy thuộc vào mục đích cụ thể của quá trình đánh giá Tuy nhiên, một số thông số phổbiến thường được sử dụng bao gồm:

o Kích thước và hình dạng của mẫu vật liệu: Đây là các thông số cơ bản nhất để

đánh giá độ bền vật liệu, bao gồm chiều dài, chiều rộng, độ dày và hình dạngcủa mẫu vật liệu.

o Độ bóng và màu sắc của mẫu vật liệu: Các thông số này thường được đo lường

bằng cách sử dụng các thiết bị đo lường độ bóng và màu sắc, giúp xác định tínhđồng nhất và sự thay đổi của vật liệu theo thời gian.

o Độ bền : Đây là thông số đo lường dựa vào số lượng các vết nứt, mức độ ăn

mòn, sai lệch kích thước, kết hợp với phán đoán của người kiểm tra

Ví dụ: Đánh giá độ bền Tấm thép bằng phương pháp trực quan có thể như sau:- Kích thước và hình dạng của mẫu vật liệu: Bằng thước đo, bao gồm chiều

dài, chiều rộng, độ cong, độ dày của tấm thép

- Độ bóng và màu sắc của mẫu vật liệu: Sử dụng thiết bị đo lường độ bóng.

Ngoài ra, chúng ta cũng có thể quan sát màu sắc của sản phẩm.

5 Các thiết bị thực hiện khi đánh giá vật liệu bằng phương pháp trực quan.

Tùy thuộc vào loại vật liệu và thông số cần đo Sau đây là một số thiết bị thường đượcsử dụng trong phương pháp này:

Thước đo: Được sử dụng để đo kích thước của mẫu vật liệu, bao gồm chiều dài, chiều

rộng và độ dày.

Hình 1.5a Thước cặp panme

Thiết bị đo độ bóng: Được sử dụng để đo độ bóng của bề mặt vật liệu

Hình 1.5b Thiết bị đo độ bóng gloss meter sử dụng một cảm biến ánh sáng để đo độ bóng của bề mặt

Máy quang học: Máy quang học thường sử dụng kỹ thuật phóng đại để cho

phép quan sát chi tiết nhỏ của vật liệu.

Hình 1.5f Máy quang học (Optical microscope) này sử dụng ánh sáng để chiếu qua mẫu vật liệu vàcho phép người dùng quan sát các chi tiết về cấu trúc, hình dạng và độ bền của vật liệu.

6 Đánh giá chung

Phương pháp đánh giá độ bền vật liệu bằng phương pháp trực quan là một phươngpháp đánh giá chất lượng và độ bền của vật liệu thông qua việc quan sát trực tiếp cácđặc tính của vật liệu Phương pháp này có nhiều ưu điểm, như đơn giản, tiết kiệm thờigian và chi phí so với các phương pháp đánh giá khác Nó cũng cho phép đánh giátoàn diện các đặc tính của vật liệu bao gồm hình dạng, kích thước, cấu trúc, độ bóngvà các tính chất vật lý và cơ học.

Ⅱ PHƯƠNG PHÁP HUỲNH QUANG TIA X1 Giới thiệu, mục đích và ý nghĩa của phương pháp huỳnh quang tia X

XRF là một kỹ thuật phân tích không phá hủy được sử dụng để xác định thànhphần nguyên tố của vật liệu Máy phân tích XRF xác định thành phần hóa học của mẫubằng cách đo tia X huỳnh quang (hoặc thứ cấp) phát ra từ mẫu khi mẫu bị kích thích bởinguồn tia X sơ cấp Mỗi nguyên tố có trong mẫu tạo ra một tập hợp tia X huỳnh quangđặc trưng duy nhất cho nguyên tố cụ thể đó, đó là lý do tại sao quang phổ XRF là mộtcông nghệ tuyệt vời để phân tích định tính và định lượng thành phần vật liệu.

2 Nguyên lý thực hiện và tiêu chuẩn của phương pháp

XRF mô tả quá trình mà một số bức xạ năng lượng cao (ống tia X của máy XRF) kích thích các nguyên tử bằng cách bắn ra các electron từ các obitan trong cùng Khi nguyên tử giãn ra, tức là khi các electron bên ngoài lấp đầy các lớp vỏ bên trong, bức xạ huỳnh quang tia X đượcphát ra, sau đó được phát hiện bởi đầu dò (detector) Tất cả điều này xảy ra mà không chạm vào hoặc làm hỏng mẫu.

Dưới đây mô tả từng bước cụ thể của quy trình:

Phác thảo quy trình huỳnh quang tia X (XRF)

Một chùm tia X sơ cấp năng lượng cao được phát ra từ ống tia X của máy phân tích XRF.

Chùm tia X năng lượng cao này tương tác với các nguyên tử trong mẫu hợp kim của bạn Vì chùm tia X bắn ra có năng lượng cao hơn năng lượng liên kết các electron với quỹ đạo của chúng nên electron bị đẩy ra khỏi vỏ quỹ đạo bên trong của nguyên tử (*)Các electron của một nguyên tử bị ràng buộc với các mức năng lượng cụ thể trên quỹ đạo của chúng (**)Ngoài ra, khoảng cách vỏ quỹ đạo là duy nhất và đặc trưng cho mỗi nguyên tử

o Ví dụ: một nguyên tử Fe (sắt) có khoảng cách khác nhau giữa các vỏ quỹ đạo của nó so với nguyên tử Cr (crom) và so với nguyên tử Ti (titan).

Khi các electron bị đánh bật ra khỏi quỹ đạo của chúng, nguyên tử trở nên không ổn định và cần phải lấp đầy chỗ trống đó ngay lập tức Các electron từ quỹ đạo cao hơn sẽdi chuyển chúng xuống quỹ đạo thấp hơn để lấp đầy chỗ trống Sự di chuyển của các electron này sẽ phát ra huỳnh quanh tia X.

o Ví dụ: nếu một electron bị bật ra khỏi lớp vỏ K (lớp vỏ trong cùng gần hạt nhân nhất), một electron từ lớp vỏ L (lớp vỏ tiếp theo từ vỏ K) có thể di chuyểntừ L đến K để lấp đầy vị trí trống đó và phát xạ chùm tia X đặc trưng tương ứng Đây là huỳnh quang tia X.

Một lớp vỏ quỹ đạo càng xa hạt nhân của một nguyên tử thì càng cần nhiều năng lượng để để electron liên kết ở đó Cần nhiều năng lượng hơn để liên kết một electron trong quỹ đạo của vỏ L so với liên kết của một electron trong quỹ đạo của vỏ K, bởi vìvỏ L nằm xa hạt nhân hơn Vì thế, một electron di chuyển từ vỏ quỹ đạo cao ( ví dụ vỏL) xuống vỏ quỹ đạo thấp gần hạt nhân hơn (ví dụ vỏ K) phải mất một phần năng lượng để bứt ra khỏi liên kết của chính nó (vỏ L).

Phần năng lượng bị mất cho thấy sự khác biệt về năng lượng giữa hai lớp vỏ Sự khác biệt về năng lượng này được xác định bởi khoảng cách giữa các vỏ quỹ đạo là duy nhất cho mỗi nguyên tố (được đề cập tại (*) và (**)) Do đó, năng lượng bị mất là duy nhất tùy thuộc vào nguyên tố mà nó phát ra.

Năng lượng này sau đó được phát hiện bởi máy dò trong máy phân tích XRF.Bởi vì lượng năng lượng bị mất trong quá trình huỳnh quang là duy nhất cho mỗi nguyên nên năng lượng huỳnh quang được phát hiện là dấu hiệu cho thấy các nguyên tố nào có trong mẫu hợp kim Thành phần hợp kim được liệt kê sau đó được tham chiếu với thư viện hợp kim trên thiết bị, nơi chứa các thông số thành phần hóa học hoàn chỉnh cho hàng trăm hợp kim

3 Ưu, nhược điểm của phương pháp Ưu điểm:

Độ chính xác cao: Phương pháp huỳnh quang tia X cho phép xác định cấu trúctinh thể của các vật liệu với độ chính xác cao.

Đa năng: Phương pháp huỳnh quang tia X có thể được áp dụng cho nhiều loạivật liệu khác nhau, bao gồm kim loại, hợp kim, gốm sứ, nhựa, thuốc nhuộm,protein và axit nucleic.

Thời gian phân tích nhanh: Phương pháp này có thể được sử dụng để thu thậpdữ liệu trong thời gian ngắn, cho phép phân tích cấu trúc tinh thể của các vậtliệu trong thời gian thực.

Tính đồng nhất: Phương pháp huỳnh quang tia X cho phép thu thập dữ liệu từmột mẫu lớn hoặc nhiều mẫu khác nhau, giúp đảm bảo tính đồng nhất trong kếtquả phân tích.

Nhược điểm:

- Giới hạn về kích thước mẫu: Phương pháp huỳnh quang tia X có giới hạn vềkích thước mẫu Mẫu phải có đủ độ dày để đảm bảo độ hấp thụ tia X đủ lớn.- Đòi hỏi thiết bị đắt tiền: Phương pháp này đòi hỏi sử dụng các thiết bị đắt tiền

để thu thập và phân tích dữ liệu.

4 Các thông số xác định và tính toán

Các thông số xác định và tính toán trong phương pháp huỳnh quang tia X bao gồm:

- Năng lượng:- Bước sóng.- Hằng số mạng

- Độ hấp thụ:

5 Các thiết bị thực hiện khi đánh giá độ bền bằng phương pháp huỳnh quang tiaX

Máy quang phổ huỳnh quang tia X

Sử dụng kỹ thuật quang phổ huỳnh quang tia X Thiết bị này hoạt động bằngcách chiếu tia X lên mẫu vật liệu, khi tia X va chạm với mẫu vật liệu, các nguyên tửtrong mẫu vật liệu sẽ hấp thụ một phần năng lượng của tia X, và phát ra ánh sánghuỳnh quang tương ứng với thành phần nguyên tử của mẫu vật liệu đó.

Hình 2.6b Ảnh Máy quang phổ huỳnh quang tia X EDX-LE

6 Đánh giá chung

Phương pháp huỳnh quang tia X là một trong những phương pháp phân tích vậtliệu hiệu quả và phổ biến nhất trong lĩnh vực khoa học vật liệu và hóa học Phươngpháp này có thể được sử dụng để xác định cấu trúc tinh thể của vật liệu, phân tíchthành phần hóa học của vật liệu, xác định tương tác giữa phân tử và vật liệu và nhiềuứng dụng khác

PHƯƠNG PHÁP LASER

1 Giới thiệu, mục đích ý nghĩa của phương pháp Laser

Phương pháp kiểm tra bằng laser là phương pháp kiểm tra không phá hủy sử dụng để kiểm tra hư hỏng như tạp chất, lỗ xốp

Kiểm tra laser gồm ba kỹ thuật là :Holography, Shearography, Profilometry

Profilometry sử dụng tia laser quay tròn để hình ảnh bề mặt bên ngoài của

vật liệu, phát hiện các vết nứt, xói mòn hoặc rỗ

Shearography là một phương pháp phát hiện sai sót vật liệu “trước và sau”

có độ chính xác cao Tia laser ghi lại hình ảnh của vật liệu trước và sau khi chịu ứng suất và sử dụng các điểm khác biệt được phát hiện để suy ra thay đổi cấu trúc bên trong.

Holography sử dụng một phương pháp “trước và sau” tương tự để suy ra

các khuyết tật trên quy mô micromet Hai kỹ thuật này khác nhau về thiết bị và phần mềm được sử dụng để tạo ra kết quả Shearography được ưa thích cho các bề mặt lớn; trong khi Shearography sư dụng cho những chi tiết nhỏ.

2 Nguyên lý thực hiện

Tia laser xung được hướng vào bề mặt mẫu vật, nơi nó gây ra một va chạm nhỏ.Điều này tạo ra rung động siêu âm giống như xung lan truyền qua mẫu vật vàxuất hiện trên bề mặt đối diện Tia laser thứ hai (laser phát hiện) và giao thoa kếđược sử dụng để đo rung động này.

Máy phát xung laser Q-switched Nd: YAG được sử dụng để kích thích rungđộng siêu âm.

Một thiết bị cân bằng ánh sáng trong thiết bị ngưng tụ chùm tia, được mô tảsau, cải thiện tính đồng nhất của biên dạng chùm tia tại điểm hội tụ.

Xử lý tín hiệu

3 Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp

thường được tính bằng đơn vị mét.

5 Các thiết bị thực hiện khi đánh giá độ bền vật liệu bằng phương pháp laser

6 Đánh giá chung

Phương pháp laser đánh giá độ bền vật liệu là một phương pháp nhanh chóngvà chính xác để đo đạc độ bền của các vật liệu Phương pháp này sử dụng tia laser đểtạo ra các vết nứt trên bề mặt của vật liệu và đo đạc độ sâu của các vết nứt này để xácđịnh độ bền của vật liệu.

Ⅳ PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA SIÊU ÂM

Ultrasonic Testing (UT)

1.Mục đích và ý nghĩa của phương pháp :- Mục đích của siêu âm là:

Kiểm tra và đánh giá các khuyết tật và tính chất vật liệu

Siêu âm có thể phát hiện ra các khuyết tật như rạn nứt, lỗ hổng, độ dàykhông đồng đều, vết nứt mỏng và các khuyết tật khác của các vật liệu

Nó cũng có thể đo độ dày, tốc độ truyền sóng âm và các đặc tính cơ học củacác vật liệu.

-Ý nghĩa của siêu âm là :

Phát hiện ra khuyết tật :rạn nứt, lỗ hổng từ đó chúng ta khắc phục và cải thiện chấtlượng của vật liệu giúp tăng độ bền và tuổi thọ của vật liệu Giúp giảm chi phí sản xuấtvà tăng tính cạnh tranh của các sản phẩm.

2.Phương pháp và nguyên lý thực hiện,

- Sử dụng sóng âm siêu cao tần (có tần số lớn hơn 20000Hz) để tạo ra hình ảnh vàđánh giá các tính chất của vật liệu hay đối tượng được kiểm tra Khi sóng âm cao tầnđược phát ra và chạm vào lỗ hổng hoặc bề mặt đáy của vật liệu, nó sẽ được phản xạ trởlại và được ghi lại bởi các cảm biến siêu âm Các dữ liệu thu được sau đó sẽ được xửlý bởi máy tính để tạo ra hình ảnh và phân tích các tính chất của vật liệu.

Năng lượng âm thanh phản xạ được hiển thị so với thời gian và người kiểm tra cóthể hình dung một mặt cắt ngang của mẫu vật thể hiện độ sâu của các điểm phản xạ âmthanh.

Hình 1.Sơ đồ kiểm tra bằng sóng siêu âm

3.Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp siêu âm:I.Ưu điểm:

Không phá hủy: Phương pháp siêu âm không phá hủy vật liệu khi thực hiện

kiểm tra, do đó, nó được sử dụng rộng rãi để kiểm tra các vật liệu và thiết bịquan trọng mà không làm ảnh hưởng đến tính chất của chúng.

Kiểm tra được cho tất cả các loại vật liệu: Sóng âm cao tần có khả năng

xuyên qua các vật liệu và có thể kiểm tra các vật liệu khác nhau như kimloại, gỗ, nhựa, cao su, thủy tinh, gốm sứ, vv.

Độ chính xác cao: Phương pháp siêu âm có độ chính xác cao và có thể phát

hiện các khuyết tật nhỏ trong vật liệu, giúp đảm bảo tính an toàn và độ tincậy của sản phẩm.

Khả năng kiểm tra nhanh, tiết kiệm chi phí : Siêu âm có thể kiểm tra

nhanh và đáng tin cậy, giảm thiểu thời gian và chi phí kiểm tra.

Dễ sử dụng: Các thiết bị siêu âm rất dễ sử dụng và có thể được đào tạo trong

thời gian ngắn.

II.Nhược điểm:

Độ dày kiểm tra: Chỉ kiểm tra được cho những vật liệu có độ dày nhất định(trên 8mm) mới cho kết quả chính xác.

Phụ thuộc vào kỹ năng của người sử dụng: Kết quả kiểm tra phụ thuộc vào

kỹ năng và kinh nghiệm của người sử dụng thiết bị siêu âm, do đó, cần phảiđảm bảo được đào tạo đúng các kỹ năng và kinh nghiệm cần thiết.

Chi phí đầu tư ban đầu: Phương pháp siêu âm yêu cầu chi phí đầu tư ban

đầu cao cho các thiết bị và đào tạo người sử dụng.

Khó kiểm tra các vật liệu bị lỗ hổng nhỏ hoặc song song với sóng: Phương

pháp siêu âm có thể gặp khó khăn trong việc phát hiện các lỗ hổng nhỏ hoặckhông đồng nhất trong các vật liệu, đặc biệt là khi kích thước của chúng nhỏhơn độ phân giải của thiết bị siêu âm.

Không thể kiểm tra các vật liệu không đồng nhất: Siêu âm không thể kiểm

tra các vật liệu không đồng nhất, ví dụ như các vật liệu có kích thước phân tánkhác nhau hoặc có cấu trúc không đồng nhất như bê tông.

Bề mặt hoàn thiện và độ nhám có thể gây trở ngại cho việc kiểm tra4 Các thông số xác định đo và tính toán sóng siêu âm có thể bao gồm:

Tốc độ truyền sóng trong vật liệu: Tốc độ sóng trong vật liệu được tính bằng cáchchia độ dày của vật liệu cho thời gian trễ của sóng siêu âm Thông thường, tốc độ sóngtrong các vật liệu khác nhau sẽ khác nhau.

Hệ số suy hao sóng siêu âm: Đây là một thông số mô tả độ suy giảm của sóng siêuâm khi nó đi qua vật liệu Hệ số suy hao phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tần số sóng,độ dày của vật liệu, cấu trúc vật liệu và nhiệt độ.

Độ dày của vật liệu: Đây là khoảng cách từ bề mặt của vật liệu đến điểm cần đobằng sóng siêu âm Độ dày của vật liệu có thể được tính toán bằng cách nhân thời giantrễ của sóng siêu âm với tốc độ sóng trong vật liệu.

Cấu trúc vật liệu: Sóng siêu âm có thể được sử dụng để kiểm tra cấu trúc vật liệunhư các lỗ thủng, rạn nứt hay các vết nứt Thông số cấu trúc của vật liệu có thể đượcxác định thông qua việc phân tích tín hiệu sóng siêu âm.

Độ phân giải không gian: Đây là khả năng phân biệt các cấu trúc và tính chất khácnhau trong vật liệu Độ phân giải không gian càng cao thì khả năng phát hiện cáckhuyết tật hay tính chất của vật liệu càng tốt.

Ví dụ : Các kỹ sư sử dụng sóng siêu âm để phát hiện các khuyết tật bên trong các

vật liệu composite như rạn nứt, lỗ thủng và các vết nứt Bằng cách sử dụng sóng siêuâm, kỹ sư có thể xác định độ sâu và kích thước của các khuyết tật và đảm bảo rằng vậtliệu đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và chất lượng.

5 Thiết bị thực hiện siêu âm bao gồm các thành phần chính sau:

Hình 2.Các thiết bị thực hiện siêu âm

Đầu dò siêu âm: Đầu dò là bộ phận quan trọng nhất của thiết bị siêu âm, nó phát ra

và thu sóng siêu âm Đầu dò có thể được thiết kế dưới nhiều hình dạng và kích cỡ khácnhau để phù hợp với các ứng dụng khác nhau.

Máy phát sóng siêu âm: Máy phát sóng siêu âm được sử dụng để tạo ra sóng siêuâm với tần số và độ mạnh cần thiết cho ứng dụng cụ thể.

Máy thu sóng siêu âm: Máy thu sóng siêu âm được sử dụng để thu sóng siêu âmđược phát ra từ đầu dò Nó chuyển đổi sóng siêu âm thành tín hiệu điện để xử lý.

Bộ xử lý: Bộ xử lý là thành phần quan trọng để xử lý và phân tích tín hiệu thu đượctừ máy thu sóng siêu âm Bộ xử lý có thể được tích hợp trong máy thu sóng siêu âmhoặc được đặt riêng biệt.

Màn hình hiển thị: Màn hình hiển thị được sử dụng để hiển thị hình ảnh và thông tinđược xử lý từ tín hiệu sóng siêu âm Màn hình có thể là màn hình LCD hoặc CRT.

Hệ thống lưu trữ dữ liệu: Hệ thống lưu trữ dữ liệu được sử dụng để lưu trữ dữ liệuthu được từ thiết bị siêu âm Hệ thống này có thể được tích hợp trong máy hoặc đượclưu trữ trên các thiết bị lưu trữ ngoài.

Nguồn điện: Thiết bị siêu âm cần nguồn điện để hoạt động Nguồn điện có thể lànguồn AC hoặc DC và có thể được tích hợp trong thiết bị hoặc được đặt riêng biệt.

Hình 3.Mẫu thử nghiệm

6 Đánh giá về siêu âm

Tổng quan, siêu âm là một công nghệ NDT quan trọng trong lĩnh vực vật liệu, được sửdụng rộng rãi để kiểm tra các tính chất của vật liệu và phát hiện các lỗi kết cấu Tuynhiên, để sử dụng hiệu quả siêu âm, người sử dụng cần có kiến thức chuyên môn vàkinh nghiệm trong việc đọc và hiểu tín hiệu siêu âm.

Kiểm tra chất lượng sản phẩm: Phương pháp phóng xạ được sử dụng để kiểmtra chất lượng của các sản phẩm được sản xuất như các bộ phận máy bay, độngcơ, ống dẫn,

Ý nghĩa :

Đảm bảo an toàn : kiểm tra sai hỏng của thiết bị và đảm bảo an toàn cho conngười

Hình 1 Ảnh chụp ảnh phóng xạ