內耗與超聲的工業(yè)融合

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1新的實驗技術及其應用

實驗技術的提高往往對實驗結果的精確度產生很大的影響，而全新的實驗方法、技術發(fā)明或創(chuàng)新，則對學科產生深遠的影響，甚至起至關重要的作用，故本次會議特開辟了‘新的實驗技術及其應用”專題。瑞士的G.Gremaud教授報道了他們的一項新技術:局域的機械能譜應用于非均勻材料的研究。這項技術是在原子力顯微鏡的基礎上發(fā)展起來的，能夠探測非均勻材料中微米相的粘彈性和滯彈性。利用這一技術能進一步測量出納米量級的體積內耗值及其動力學模量的變化，使人們能確定機械能耗散的位置，即能測出納米尺寸的機械譜。美國的R.A.Kant教授報道了一種基于內耗測量的化學傳感器，這種傳感器利用內耗和共振頻率的測量原理，探測空氣中還原性體的種類和濃度。巴西的C.R.Grandini教授則報道了一種低成本的內耗測量系統(tǒng)，這一測量裝置的原理有別于傳統(tǒng)的自由衰減的振幅的測量，而是基于速度的測量。阿根廷的J.I，uzuriaga教授報道了利用振動簧上的小球側量超流液氦的湍流。這種方法是在振動簧的懸掛臂上安裝一個小球，測量有、無超流液氮的情況下的內耗值與共振頻率，它們的差值反映出液氮的貢獻部分。根據(jù)在片流下小球與液氮相互作用對內耗與共振頻率的貢獻的理論計算與實驗值的對比，就可以定量地了解液氦的湍流的影響。中山大學物理系在儀器設備的改進上作出了相當?shù)呐Γ瑢⒃瓋H用子測量固體內耗的倒扭擺改裝成既能測固體又能測液體的儀器，同時大大擴大了測量的頻率范圍，使之提高達兩個數(shù)量級，這一儀器處于世界領先水平。此外還利用這一儀器測量了水的內耗值，發(fā)現(xiàn)其存在一共振吸收峰。當熊小敏宣讀完有關論文后，波蘭的E.Lunarska教授等很感興趣，會后特地前來討論。

2非晶材料、陶瓷與高溫超導體

非晶材料、陶瓷與高溫超導體在工農業(yè)生產中發(fā)揮愈來愈大的作用，了解其性能與結構的關系是進一步利用這些材料的關鍵，而內耗與超聲衰減技術在這一方面起著很重要的作用。本屆會議有相當數(shù)量的論文涉及這些材料的研究。意大利的F.Corder。教授研究了LaZCuO4十。晶格弛豫動力學及其不穩(wěn)定性。LaZCuO4系列的高溫超導體由06八面體陣列組成，這些八面體在「100〕或[11?！馆S方向上的頂點可以形成不同的立方晶形和四方晶形，由于化學配比的IJaZCuO;即使在遠離高溫的四方相到低溫的立方相的轉變點，它的頂點的模式也是高度不穩(wěn)的。它的滯彈性譜中的兩個強的弛豫過程起因于晶格模式，其中一個在150K(測量頻率約為IkHz，模量的軟化度達20%)的峰是熱激活的，這一現(xiàn)象在’391一的原子核四極子的弛豫過程中觀察過。因此，這個弛豫過程可以用低溫四方相中疇界的類似孤立子的傳播加以解釋。它的激活能大約5倍于根據(jù)相關動力學的理論估計值。在低于30K的弛豫過程(模量軟化度10%)歸因于趨向低溫的正方相的不穩(wěn)定性，這在未摻雜的IJaZCuO;的衍射實驗中從未觀察到。同時文中還討論了這些晶格的不均勻性如何與電子系統(tǒng)強藕合。美國的A.V.Granato教授報告了玻璃質的過冷的液態(tài)Pd40Ni40PZ。的切變模量。他們采用E-MAT技術研究了Pd40Ni.OPZ。的切變模量及其溫度譜。測量包括在固定的升溫速率下的切變模量溫度譜、在某一溫度下的切變模量的時間譜、溫度循環(huán)的切變模量溫度譜。在玻璃化轉變過程中材料的切變模量是連續(xù)的，在玻璃化狀態(tài)下，它的DiaelastiC效應與溫度無關。通過切向軟化的參數(shù)值丫和從比熱、粘度、體積測量中獲得的參數(shù)值的相互比較，發(fā)現(xiàn)測量結果與凝聚態(tài)物質的間隙原子理論大體相符。比利時的G.Roebben教授報道了氮化硅由于滯彈性與能量耗散所引起的抗疲勞的提高的研究，為了研究在循環(huán)負載下晶界的非晶玻璃相的抗形變和耐疲勞性能的提高，他們在氮化硅上進行了拉、壓、扭擺和脈沖激發(fā)的實驗，結果表明大振幅下的單向阻尼實驗出現(xiàn)了一種新的、相當強的阻尼效應，阻尼線性地依賴于所加的應力振幅，能量耗散率隨頻率的增加而增加，簡單的流變學分析證明了這種阻尼的機制是滯彈性的，因而是非破壞性的。在蠕變疲勞條件下這樣的滯彈性減少了應變積聚，同時從阻尼的應力振幅的依賴性可知:在微裂紋中在應力集中的地方，會發(fā)生更多的能量耗散。這種小區(qū)域的屈服效應提高了材料的抗裂紋傳播的能力。這種應變累積效應的減少以及抗裂紋能力的提高解釋了燒結氮化硅陶瓷在高溫下所具有的抗疲勞性。中山大學章明秋報告了高性能熱塑性復合材料界面特性的動態(tài)力學表征，結果顯示內耗方法可以有效地反映不同熱處理條件引致的界面微結構，并與宏觀力學性能關聯(lián)?；仡櫛緦脮h，最深的體會是與會代表十分關注如何更好地將內耗和超聲技術與工業(yè)生產結合起來，特別是在新材料的研究開發(fā)上。同時，如何擴大學科的研究范圍亦受到大家的注意。