Investigation of Ultrasonic Attenuation and Hardness Relationship in Ceramic-Metal Composites

Seramik-Metal Kompozitlerde Ultrasonik Zayıflama ve Sertlik İlişkisinin Araştırılması

Abstract

In material characterization, they contain a large amount of information at the frequency obtained about the mechanical and physical properties of the material under investigation, thanks to shear waves during the longitudinal passage of ultrasonic waves from materials.In this study, an experimental study was carried out on metal matrix composite samples to examine the variation of some ultrasonic parameters such as wave attenuation coefficients. Ultrasonic longitudinal and shear attenuation values obtained in copper-silicon carbide composites were measured at 4 MHz using the pulse-echo technique. All of the produced samples were sintered at 1050 ºC using microwave sintering technique. The variation of the shear attenuation values with the longitudinal wave in the material with the % SiC volumetric percentages of the hardness in the samples were measured. The experimental results obtained are discussed and analyzed to develop a technique in ultrasonic nondestructive testing for microstructure determination. It contains a large amount of information in the frequency obtained about the mechanical and physical properties of the material examined by the passage of ultrasonic waves through the materials. In this study, an experimental study was carried out to examine the variation of some ultrasonic parameters such as wave attenuation coefficients on metal matrix SiC doped composite samples. Ultrasonic longitudinal and shear attenuation values of produced copper-silicon carbide composite samples were measured at 4 MHz frequency by pulse-echo technique. Variations of longitudinal and shear attenuation values and hardness with % SiC volume percentages were determined. The experimental results obtained are discussed and analyzed to improve the ultrasonic nondestructive testing method for microstructure determination.

Özet

Malzeme karakterizasyonunda ultrasonic dalgaların malzemelerden boyuna geçişleri sırasında kayma dalgaları sayesinde incelenen malzemenin mekanik ve fiziksel özellikleri hakkında elde edilen frekansta yer alan çok sayıda bilgiyi bulundururlar. Bu çalışmada, elde edilen dalga zayıflama katsayıları gibi bazı ultrasonik parametrelerin değişimini incelemek için metal matrisli kompozit numuneler üzerinde deneysel bir çalışma yapılmıştır. Bakır-silisyum karbür kompozitlerde elde edilen ultrasonik boyuna ve kayma zayıflama değerleri darbe-yankı tekniği ile 4 MHz frekansında ölçülmüştür. Üretilen numunelerin tamamı 1050 ºC sıcaklıkta mikrodalga sinterleme tekniği ile sinterlenmiştir. Malzemede boyuna dalga ile kayma zayıflama değerlerinin numunedlerde sertliğin % SiC hacimsel yüzdeleri ile değişimleri ölçülmüştür. Elde edilen deneysel sonuçlar, mikroyapı belirlemede ultrasonik tahribatsız muayne yönteminde bir teknik geliştirmek için tartışılmış ve analiz edilmiştir. Ultrasonik dalgaların malzemelerden geçişleri ile incelenen malzemenin mekanik ve fiziksel özellikleri hakkında elde edilen frekansta yer alan çok sayıda bilgiyi içermektedir. Bu çalışmada, Metal matrisli SiC katkılı kompozit numuneler üzerinde dalga zayıflama katsayıları gibi bazı ultrasonik parametrelerin değişimini incelemek için deneysel bir çalışma yapılmıştır. Üretilen Bakır-silisyum karbür kompozit numunelerde ultrasonik boyuna ve kayma zayıflama değerleri darbe-yankı tekniği ile 4 MHz frekansında ölçülmüştür. Boyuna ve kayma zayıflama değerlerinin ve sertliğin % SiC hacim yüzdeleri ile değişimleri belirlenmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlar, mikroyapı belirlemede ultrasonik tahribatsız muayne yöntemini geliştirmek için tartışılmış ve analiz edilmiştir.