研究表明,已知介质1、3的纵波声速及密度,假设层2的纵波声速及衰减系数 为常数,则取值不同,相位谱形状及其极值的变化规律也不同。设对应相位谱形状变化存在的两个临界密度值为 和,如图7-20所示。设一、叁阶谐振频率分别为,相位极值对应的频率与谐振频率之间存在的差值为 :
1)当时, 对应的相位极值均由极小值向极大值变化。
2)当时, 对应的相位极值由极小值向极大值变化,而对应情况则由极大值向极小值变化。
3)当时,相位极值均由极大值向极小值变化。此外,随着 值的增加,声压反射系数相位谱极值的绝对值呈单调递减变化。
采用电子束物理气相沉积技术( Electron Beam Physical Vapor Deposition,EBPVD)制备涂层,借助TEMP—6型强流脉冲离子束(High-Intensity Pulsed lon Beam, HIPIB)装置对部分涂层试样进行1次和5次辐照,离子束参数为:加速电压300kV,脉冲宽度70~80ns,束流密度300A/cm2。对原始YSZ涂层及HIPIB辐照1次和5次的涂层分别进行超声波实验测试,得到了声压反射系数相位谱(见图7-21)。观察发现,三种涂层的密度均满足 的情况。对于原始涂层及辐照1次、5次驰厂窜涂层,对应的相位谱极值的绝对值依次减小,表明涂层致密程度逐渐增大。超声波表征结果与涂层表面及横截面的厂贰惭结果相符(见图7-22、图7-23)。
图7-20 层状介质密度与声压反射系数相位谱的关系
图7-21 YSZ涂层试样声压反射系数相位谱实验结果
图7-22 原始YSZ涂层及HIPIB辐照后涂层表面形貌
a) 原始涂层 b)辐照1次 c)辐照5次
图7-23 原始YSZ涂层及HIPIB辐照后涂层横截面形貌
a) 原始涂层 b)辐照1次 c)辐照5次