直線集束ビーム超音波顕微鏡による物質の音響特性定量計測法に関する研究

线性聚焦束超声显微镜定量测量材料声学性能的研究

基本信息

批准号：
61550290
负责人：
櫛引淳一
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1986
资助国家：
日本
起止时间：
1986 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究者は非破壊的・非接触的に物質の音響特性を定量計測できる直線集束ビーム超音波顕微鏡に関する基礎研究及び実用化のための開発研究を進めている。本測定方法はV(Z)曲線解析法を使用しており、その測定原理・測定システムはほぼ確立され、応用研究の段階に入りつつあるのが現状である。本システムを実際的に適用する材料を考えた場合、これまでの研究結果から明らかなように単結晶あるいはガラス状材料については、問題はない。しかしながら、セラミックスや合金などの多結晶材料、あるいは吸収損失の大きな材料、すなわち散乱や吸収などの音響的損失の大きな材料に対しては、物質の音響特性(速度・減衰)を一定の超音波周波数だけで測定しても意味がなく、その周波数依存性を測定・抽出する必要がある。そこで、本研究は材料の構造的要因あるいは吸収係数を測定データから抽出できるように本定量計測法を拡張するのが目的である。61年度の研究成果を要約すると以下のようになる。1.音響特性の周波数特性の測定方法の確立:30MHzから400MHz帯をカバーする直線集束超音波ビームを開発し、V(z)曲線解析法による音響特性の周波数特性の測定方法を確立し、溶融石英,フェライト,PMMAなどの試料に対して実験を行った。2.漏洩弾性表面波に対する損失機構とバルク超音波(縦波・横波)に対する損失機構を実験的・理論的に比較検討し、測定された周波数特性から材料本来の音響特性を抽出するための導出法を確立した。3.音響損失を考慮した漏洩弾性表面波の伝搬特性を理論・数値解析する手法を確立した。その結果、実験で得られた漏洩弾性表面波の散乱減衰の周波数依存性は主にその横波成分の周波数依存特性に起因することが明らかとなった。

该研究人员正在为线性聚焦束超声显微镜进行基础研究和开发研究，这些显微镜可以定量和非接触式测量材料的声学特性。该测量方法使用V（Z）曲线分析方法，并且几乎已经建立了测量原理和测量系统，并且目前正在应用研究过程中。从以前的研究结果可以明显看出，考虑到该系统实际应用的材料时，单晶或玻璃材料没有问题。但是，对于多晶材料（例如陶瓷和合金）或具有较大吸收损失的材料，即具有较大声学损失的材料，例如散射和吸收，毫无意义地测量材料的声学特性（速度和衰减），仅具有恒定的超声频率，并且需要持续的超声频率，并且需要测量和提取频率依赖性。因此，这项研究的目的是扩展这种定量测量方法，以便可以从测量数据中提取材料的结构因子或吸收系数。 1961财政年度的研究结果总结如下。 1。建立一种测量声学特性频率特征的方法：开发了覆盖30MHz至400MHz频段的线性聚焦超声梁，使用V（Z）曲线分析方法建立了一种测量声学特性的频率特征的方法，并在诸如诸如Fused usedused Quartz，ferrite ferrite和ferrite ferrite和ferrite和pmmam的样品上进行了实验。 2。我们从理论上比较了泄漏表面声波的损失机制以及散装超声（纵向和横向波）的损失机制，并建立了一种从测量频率特性中提取材料的原始声学特性的衍生方法。 3。我们已经建立了一种理论和数值分析的方法，该方法考虑了声波泄漏的表面声波的传播特征。结果，揭示了实验中获得的泄漏表面声波的散射衰减的频率依赖性主要是由于横向波成分的频率依赖性特征。