內(nèi)耗與超聲的工業(yè)融合

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1新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)及其應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)技術(shù)的提高往往對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確度產(chǎn)生很大的影響，而全新的實(shí)驗(yàn)方法、技術(shù)發(fā)明或創(chuàng)新，則對(duì)學(xué)科產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，甚至起至關(guān)重要的作用，故本次會(huì)議特開辟了‘新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)及其應(yīng)用”專題。瑞士的G.Gremaud教授報(bào)道了他們的一項(xiàng)新技術(shù):局域的機(jī)械能譜應(yīng)用于非均勻材料的研究。這項(xiàng)技術(shù)是在原子力顯微鏡的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，能夠探測(cè)非均勻材料中微米相的粘彈性和滯彈性。利用這一技術(shù)能進(jìn)一步測(cè)量出納米量級(jí)的體積內(nèi)耗值及其動(dòng)力學(xué)模量的變化，使人們能確定機(jī)械能耗散的位置，即能測(cè)出納米尺寸的機(jī)械譜。美國(guó)的R.A.Kant教授報(bào)道了一種基于內(nèi)耗測(cè)量的化學(xué)傳感器，這種傳感器利用內(nèi)耗和共振頻率的測(cè)量原理，探測(cè)空氣中還原性體的種類和濃度。巴西的C.R.Grandini教授則報(bào)道了一種低成本的內(nèi)耗測(cè)量系統(tǒng)，這一測(cè)量裝置的原理有別于傳統(tǒng)的自由衰減的振幅的測(cè)量，而是基于速度的測(cè)量。阿根廷的J.I，uzuriaga教授報(bào)道了利用振動(dòng)簧上的小球側(cè)量超流液氦的湍流。這種方法是在振動(dòng)簧的懸掛臂上安裝一個(gè)小球，測(cè)量有、無(wú)超流液氮的情況下的內(nèi)耗值與共振頻率，它們的差值反映出液氮的貢獻(xiàn)部分。根據(jù)在片流下小球與液氮相互作用對(duì)內(nèi)耗與共振頻率的貢獻(xiàn)的理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)值的對(duì)比，就可以定量地了解液氦的湍流的影響。中山大學(xué)物理系在儀器設(shè)備的改進(jìn)上作出了相當(dāng)?shù)呐?，將原僅用子測(cè)量固體內(nèi)耗的倒扭擺改裝成既能測(cè)固體又能測(cè)液體的儀器，同時(shí)大大擴(kuò)大了測(cè)量的頻率范圍，使之提高達(dá)兩個(gè)數(shù)量級(jí)，這一儀器處于世界領(lǐng)先水平。此外還利用這一儀器測(cè)量了水的內(nèi)耗值，發(fā)現(xiàn)其存在一共振吸收峰。當(dāng)熊小敏宣讀完有關(guān)論文后，波蘭的E.Lunarska教授等很感興趣，會(huì)后特地前來(lái)討論。

2非晶材料、陶瓷與高溫超導(dǎo)體

非晶材料、陶瓷與高溫超導(dǎo)體在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮愈來(lái)愈大的作用，了解其性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系是進(jìn)一步利用這些材料的關(guān)鍵，而內(nèi)耗與超聲衰減技術(shù)在這一方面起著很重要的作用。本屆會(huì)議有相當(dāng)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(dòng)力學(xué)及其不穩(wěn)定性。LaZCuO4系列的高溫超導(dǎo)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(diǎn)可以形成不同的立方晶形和四方晶形，由于化學(xué)配比的IJaZCuO;即使在遠(yuǎn)離高溫的四方相到低溫的立方相的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，它的頂點(diǎn)的模式也是高度不穩(wěn)的。它的滯彈性譜中的兩個(gè)強(qiáng)的弛豫過(guò)程起因于晶格模式，其中一個(gè)在150K(測(cè)量頻率約為IkHz，模量的軟化度達(dá)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(guò)程中觀察過(guò)。因此，這個(gè)弛豫過(guò)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(guān)動(dòng)力學(xué)的理論估計(jì)值。在低于30K的弛豫過(guò)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(shí)驗(yàn)中從未觀察到。同時(shí)文中還討論了這些晶格的不均勻性如何與電子系統(tǒng)強(qiáng)藕合。美國(guó)的A.V.Granato教授報(bào)告了玻璃質(zhì)的過(guò)冷的液態(tài)Pd40Ni40PZ。的切變模量。他們采用E-MAT技術(shù)研究了Pd40Ni.OPZ。的切變模量及其溫度譜。測(cè)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(shí)間譜、溫度循環(huán)的切變模量溫度譜。在玻璃化轉(zhuǎn)變過(guò)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(yīng)與溫度無(wú)關(guān)。通過(guò)切向軟化的參數(shù)值丫和從比熱、粘度、體積測(cè)量中獲得的參數(shù)值的相互比較，發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果與凝聚態(tài)物質(zhì)的間隙原子理論大體相符。比利時(shí)的G.Roebben教授報(bào)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(fù)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?cè)诘枭线M(jìn)行了拉、壓、扭擺和脈沖激發(fā)的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明大振幅下的單向阻尼實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了一種新的、相當(dāng)強(qiáng)的阻尼效應(yīng)，阻尼線性地依賴于所加的應(yīng)力振幅，能量耗散率隨頻率的增加而增加，簡(jiǎn)單的流變學(xué)分析證明了這種阻尼的機(jī)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(yīng)變積聚，同時(shí)從阻尼的應(yīng)力振幅的依賴性可知:在微裂紋中在應(yīng)力集中的地方，會(huì)發(fā)生更多的能量耗散。這種小區(qū)域的屈服效應(yīng)提高了材料的抗裂紋傳播的能力。這種應(yīng)變累積效應(yīng)的減少以及抗裂紋能力的提高解釋了燒結(jié)氮化硅陶瓷在高溫下所具有的抗疲勞性。中山大學(xué)章明秋報(bào)告了高性能熱塑性復(fù)合材料界面特性的動(dòng)態(tài)力學(xué)表征，結(jié)果顯示內(nèi)耗方法可以有效地反映不同熱處理?xiàng)l件引致的界面微結(jié)構(gòu)，并與宏觀力學(xué)性能關(guān)聯(lián)。回顧本屆會(huì)議，最深的體會(huì)是與會(huì)代表十分關(guān)注如何更好地將內(nèi)耗和超聲技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合起來(lái)，特別是在新材料的研究開發(fā)上。同時(shí)，如何擴(kuò)大學(xué)科的研究范圍亦受到大家的注意。