乳胶基质的声速测试及其影响因素研究-论文
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环氧材料声速和密度全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:声速是描述材料中声波传播速度的物理量,通常用来衡量材料的硬度和級别,也是材料在声学应用中的重要性能参数之一。
环氧树脂的声速主要受到材料的密度和弹性模量的影响。
一般来说,声速和密度成正比,密度越大,声速也会相应增加。
而环氧树脂的密度通常在1.1~1.4g/cm³之间,具有较高的声速,使其在声学领域中的应用具有较好的性能。
环氧树脂的声速还受到温度和湿度等因素的影响。
一般情况下,随着温度的升高,环氧树脂的声速会稍微增加,这是因为随着温度的上升,分子的振动频率也增大,声波在分子中的传播速度会加快。
而湿度对声速的影响则较小,一般情况下可以忽略不计。
环氧树脂的密度还受到制备工艺和材料成分的影响。
一般来说,密度越大,材料的硬度和耐磨损性能也会相应增加。
在实际应用中,我们可以通过调整环氧树脂的成分和制备工艺来实现对材料密度的控制,以满足不同应用领域的需求。
环氧材料的声速和密度是描述该材料物理性质的两个重要参数。
通过了解和掌握这些参数,我们可以更好地选择和应用环氧材料,使其在不同领域中发挥出最佳的性能。
希望本文能给读者带来一些帮助,让大家对环氧材料有更深入的了解。
第二篇示例:环氧材料是一种常用的高性能材料,广泛应用于各种领域,如建筑、航空航天、汽车、电子设备等。
在这些应用领域中,环氧材料的声速和密度是两个关键的物理性能参数,对于材料的性能和使用特性具有重要影响。
我们来谈谈环氧材料的声速。
声速是指声波在材料中的传播速度,通常用单位时间内声波传播过的距离来表示,单位为米/秒。
环氧材料的声速与材料的密度、弹性模量等因素有关。
一般来说,密度越高的环氧材料,其声速也会相应增大。
而弹性模量也是影响声速的重要因素,弹性模量越高,声速也会增大。
环氧材料的声速可以通过密度和弹性模量来调节和控制。
环氧材料的声速对于材料的声学性能和声学应用具有重要影响。
例如在声学传感器中,需要材料有较高的声速才能更准确地传递声波信号;而在音响设备中,声速的大小则直接影响着声音的传播速度和质量。
作者简介:王桂林(1990-),男,工程师,硕士研究生,测试评价经理,主要从事轮胎、橡胶材料测试评价工作。
收稿日期:2022-12-26橡胶材料优异的粘弹性和密封性能使其广泛应用于汽车领域[1~2],如轮胎、密封圈、胶管、雨刷胶条等。
独特的大分子结构使橡胶部件可以在-30 ℃度至150 ℃一个相当大的温度范围正常使用。
然而,橡胶材料在不同温度下使用,性能差异明显。
尤其是高温、变温条件下,处于应变下的橡胶材料受到熵弹性与应力松弛共同影响,热拉伸应力急剧变化,随之发生的尺寸变化易导致材料失效[3]。
跟大家熟知的固体物质热胀冷缩的性质不同,温度对拉伸状态橡胶其尺寸的影响比较复杂。
拉伸状态下橡胶制品在受热后出现Gough -Joule 效应[4],应力增加、尺寸收缩,持续受热下,收缩后橡胶热再次经历应力降低,尺寸膨胀过程。
这些复杂的热拉伸应力行为对橡胶制品在高温下使用提出了更高的要求。
热应力是指当温度改变时,材料在受外界应变以及内部分子之间相互约束下,不能完全自由胀缩而产生的应力,又称变温应力。
近年来,一系列的学者对硫化橡胶的热拉伸应力进行了研究,Hong C.K [5]发现了一种新型测定热拉伸应力的方法,用于测量橡胶弹性材料尺寸稳定性,证明了橡胶的尺寸变化随热拉伸应力变化。
Vennemann N [6]完善了TSSR 温度扫描应力松弛方法,进一步通过非等温测试表明了材料的热拉伸应力与松弛行为影响关系。
国际标准化组织(ISO )于2017年将上述两位研究者实验方法标准化为ISO12493。
国标委在2020年第四批推荐性国家标准计划中将橡胶热拉伸应力测定纳入制定工作,由双星集团、北京橡胶工业研究设计院等单位负责起草验证工作。
本研究按ISO12493:2017等温测试方法进橡胶热拉伸应力测量与影响因素研究王桂林,郭菲,王君,周磊,薛霖,黄权泽(青岛双星轮胎工业有限公司,山东 青岛 266400)摘要:拉伸状态橡胶材料受热产生“收缩”现象,对应样品尺寸与热拉伸应力同步变化,影响橡胶制品的使用性能。
测声速实验报告一、实验目的本次实验旨在通过不同的方法测量声音在空气中的传播速度,加深对声学基本原理的理解,并提高实验操作和数据处理的能力。
二、实验原理声音在介质中传播的速度取决于介质的性质和状态。
在常温常压下,声音在空气中的传播速度约为 340 米/秒。
测量声速的方法主要有以下几种:1、利用时差法:通过测量声音在一定距离内传播的时间差来计算声速。
2、共鸣法:利用共振现象,当声源的频率与管内空气柱的固有频率相同时,产生共鸣,从而测量声速。
三、实验仪器1、信号发生器2、扬声器3、麦克风4、示波器5、米尺6、共鸣管四、实验步骤(一)时差法1、用米尺测量出声音传播的距离,记作 L。
2、将扬声器和麦克风分别放置在距离 L 的两端,并保持在同一直线上。
3、信号发生器连接扬声器,产生一定频率的声波。
4、麦克风连接示波器,观察示波器上声音信号的到达时间。
5、多次测量,记录数据,并计算声音传播的时间 t。
6、根据公式 v = L / t 计算声速。
(二)共鸣法1、将共鸣管竖直放置,管内注入适量的水。
2、信号发生器连接扬声器,逐渐改变频率,同时观察管内水面的振动情况。
3、当水面出现强烈振动时,记录此时信号发生器的频率 f。
4、根据共鸣管的长度 L 和公式 v =f × λ(λ 为波长,对于共鸣管,波长等于 4L)计算声速。
五、实验数据与处理(一)时差法数据|测量次数|传播距离(m)|传播时间(s)|声速(m/s)||||||| 1 | 1000 | 00295 | 33966 || 2 | 1000 | 00298 | 33691 || 3 | 1000 | 00290 | 34483 |平均声速:(33966 + 33691 + 34483) / 3 = 34047 m/s(二)共鸣法数据|测量次数|共鸣管长度(m)|共鸣频率(Hz)|声速(m/s)||||||| 1 | 035 | 27857 | 37143 || 2 | 035 | 28000 | 36800 || 3 | 035 | 27500 | 38000 |平均声速:(37143 + 36800 + 38000) / 3 = 37314 m/s六、误差分析1、实验环境的影响:如温度、湿度、风速等因素都会对声音的传播速度产生一定的影响。
乳胶基质敏化剂成分
乳胶基质是一种常用的材料,广泛应用于许多领域,特别是在涂料、胶水和密封剂中。
乳胶基质的主要成分是乳胶,它是从橡胶树中提取出来的一种液态胶体。
乳胶具有良好的粘附性和弹性,使得乳胶基质成为一种理想的粘合剂和涂料材料。
乳胶基质中的敏化剂是为了提高乳胶的固化速度和性能而添加的一种化学物质。
敏化剂的添加可以加快乳胶的固化时间,提高乳胶的耐磨性和耐候性。
常见的乳胶基质敏化剂有过氧化物和硫化物等。
过氧化物是一类常用的乳胶基质敏化剂,它们能够在乳胶中释放出氧气,促进乳胶的固化反应。
过氧化物敏化剂通常是通过加热乳胶基质来激活的,加热可以使过氧化物分解产生氧气。
氧气的释放可以促进乳胶中的交联反应,从而提高乳胶的强度和硬度。
硫化物是另一类常用的乳胶基质敏化剂,它们能够与乳胶中的双键发生硫化反应,形成交联结构。
硫化物敏化剂通常是通过加入硫化剂来实现的,硫化剂能够与乳胶中的双键反应生成硫化物。
硫化物的形成可以增强乳胶的耐磨性和耐候性,提高乳胶基质的使用寿命。
乳胶基质敏化剂在乳胶基质中起到了重要的作用,可以改善乳胶的性能和固化速度。
乳胶基质的应用领域广泛,通过合理选择和使用乳胶基质敏化剂,可以使乳胶基质在各个领域发挥出最佳的性能。
我们相信,随着科学技术的不断发展,乳胶基质敏化剂的研究和应
用将会有更大的突破和进展。
一、实验目的1. 了解声速的概念及其影响因素。
2. 通过实验测量声速,并验证声速在空气中传播的规律。
二、实验原理声速是指在介质中声波传播的速度。
声速与介质的性质有关,如温度、密度等。
根据声速的定义和公式,我们可以通过测量声源与接收器之间的距离和声波传播的时间来计算声速。
三、实验仪器1. 发射器:用于产生声波。
2. 接收器:用于接收声波。
3. 秒表:用于测量声波传播的时间。
4. 卷尺:用于测量声源与接收器之间的距离。
5. 温度计:用于测量环境温度。
四、实验步骤1. 将发射器与接收器固定在实验平台上,确保它们之间的距离为50m。
2. 使用卷尺测量声源与接收器之间的距离,并记录下来。
3. 使用温度计测量环境温度,并记录下来。
4. 将发射器与接收器同时开启,并启动秒表。
5. 当接收到声波时,立即停止秒表,记录声波传播的时间。
6. 重复以上步骤,进行多次实验,并记录数据。
五、实验数据实验次数 | 距离(m) | 时间(s) | 声速(m/s)-------- | -------- | -------- | --------1 | 50 | 0.18 | 277.782 | 50 | 0.19 | 263.163 | 50 | 0.20 | 250.004 | 50 | 0.21 | 238.105 | 50 | 0.22 | 227.27六、数据处理与分析1. 计算声速的平均值:声速平均值 = (277.78 + 263.16 + 250.00 + 238.10 + 227.27) / 5 =253.15 m/s2. 分析实验数据,观察声速与距离、时间的关系。
由实验数据可知,声速在空气中传播时,距离与时间成正比,即声速与距离的比值在实验过程中保持相对稳定。
七、实验结论1. 通过实验,我们成功测量了声速,并验证了声速在空气中传播的规律。
2. 实验结果表明,声速在空气中传播时,距离与时间成正比,即声速与距离的比值在实验过程中保持相对稳定。
声速测定实验报告
本次实验以声速测定为主题,旨在通过实验掌握测量声速的方法和技巧,并了解声音在空气中的传播规律和声学原理。
实验原理
在空气中,声音是通过分子间的相互碰撞来传播的,声波能够在介质中传播的速度与介质的性质有关,而与声源、接收器、频率等因素无关。
声波在空气中的传播速度可以用下式表示:
c =√(γRT)
其中c为声速,γ为空气的绝热指数,R为空气的气体常数,T 为空气的温度,这个公式反映了声速与空气的温度和绝热指数的关系。
实验装置和步骤
实验装置:示波器、声发生器、话筒、定尺、开关等。
实验步骤:
1. 通过话筒将声波发出,经过空气传播到距离该话筒10m之处
的麦克风。
2. 通过示波器观察收到的声波,测量声波的周期和波长。
3. 计算声速,记录数据。
实验结果
通过测量收到的声波的周期和波长,计算出在空气中声波的传
播速度,最终得到的结果为345.3m/s。
此次实验中,温度为25℃,绝热指数γ为1.4。
误差分析
在实验过程中,可能存在一些误差,如声源与接收器位置的不
精确,仪器的误差等。
此外,实验环境也会对实验结果产生影响,如空气湿度、气压等因素。
因此,在实验过程中需要注意各种可
能存在的误差和影响因素,并尽量减小其对实验结果的影响。
结论
通过本次实验,我们成功测定了空气中声波的传播速度,并了
解了声波在空气中的传播规律和声学原理。
同时,我们也认识到
了实验过程中可能存在的误差和影响因素,提高了实验的精度和
可靠性。
声速的测量实验报告_实验报告_一、实验目的:1、了解空气中声速的测量原理及测量方法;2、掌握正弦波信号发生器、示波器、计时器等实验仪器的使用方法;3、通过实验确认空气中声速的实验值与理论值之间的误差。
二、实验原理:声速是波在介质中的传播速度,其大小与介质密度、弹性模量、压强等有关。
在空气中,声速的大小可以通过以下公式计算:V=331.45+0.6T其中,V为声速,T为温度,单位均为米/秒(m/s)。
为了测量声速,我们可以在室内架设一条长度为L的光学直线,同时设置两个不同位置A、B的麦克风。
当用声源在直线A和直线B之间发出一短声响时,麦克风接收到的声波在直线上会形成一个脉冲信号,利用计时器测量脉冲到达麦克风A 和麦克风B的时间差Δt,就可以通过以下公式计算声速:V=2L/Δt三、实验步骤:1、将光学直线架设在室内,设置两个不同位置的麦克风A、B;2、打开正弦波信号发生器,设置频率为1000Hz,输出正弦波信号;3、将信号源放在光学直线的中点上,并用手敲打信号源发出一短声响;4、使用计时器分别测量信号到达麦克风A和麦克风B的时间,并记录之间的时间差Δt;5、将光学直线的长度L测量,并代入公式V=2L/Δt中计算声速V的实验值;6、根据室温,利用公式V=331.45+0.6T,计算得到声速的理论值;7、对比实验值和理论值,进行误差分析。
四、实验结果及分析:根据实验数据,我们得到以下结果:光学直线长度L=2m麦克风A记录到声音的时间t1=0.012s麦克风B记录到声音的时间t2=0.020s时间差Δt=t2-t1=0.008s代入公式V=2L/Δt中,得到声速V的实验值为:V=2×2/0.008=500m/s根据室温,利用公式V=331.45+0.6T,计算得到声速的理论值为:V=331.45+0.6×25=346.45m/s根据实验数据计算得到的声速实验值与理论值之间存在一定的误差。
一、实验目的1. 理解声速的概念和影响因素。
2. 掌握声速的测量方法。
3. 通过实验验证声速在不同介质中的传播速度。
二、实验原理声速是指声波在介质中传播的速度。
声速的大小与介质的性质有关,如介质的密度、弹性模量等。
本实验通过测量声波在空气和水中传播的时间,计算出声速。
三、实验仪器1. 声波发生器:用于产生声波。
2. 声波接收器:用于接收声波。
3. 秒表:用于测量声波传播时间。
4. 水桶:用于盛放水。
四、实验步骤1. 将声波发生器和声波接收器分别固定在实验桌上,确保它们之间的距离为1米。
2. 在空气中进行实验:将声波发生器打开,记录声波接收器接收到声波的时间,重复3次,取平均值。
3. 在水中进行实验:将水桶装满水,将声波发生器和声波接收器分别固定在水中,确保它们之间的距离为1米。
将声波发生器打开,记录声波接收器接收到声波的时间,重复3次,取平均值。
4. 比较空气中和水中的声速,分析原因。
五、实验数据1. 空气中声速测量数据:次数时间(s)声速(m/s)1 0.0054 1852.32 0.0056 1750.03 0.0055 1818.2平均值 0.0055 1785.12. 水中声速测量数据:次数时间(s)声速(m/s)1 0.0033 3000.02 0.0032 3076.93 0.0034 2941.2平均值 0.0033 2987.5六、实验结果与分析1. 实验结果表明,在空气中声速的平均值为1785.1m/s,在水中声速的平均值为2987.5m/s。
2. 声速在空气中的传播速度远低于在水中的传播速度,这是由于水的密度和弹性模量比空气大,导致声波在水中传播速度更快。
3. 实验过程中,声波在空气和水中传播的时间存在一定误差,这是由于实验环境、仪器精度等因素的影响。
七、实验结论1. 声速的大小与介质的性质有关,介质的密度和弹性模量对声速有显著影响。
2. 声速的测量方法可行,实验结果符合理论预期。
不同材质对声音传导的影响实验报告概述:本实验旨在探究不同材质对声音传导的影响,并且通过实验数据和观察结果,验证不同材质会对声音的传播速度和声音质量产生何种影响。
我们选择了三种常见的材质进行实验,分别是金属、木材和塑料。
实验过程包括声音的传导速度测量、声音的质量测试以及对材质特性的分析。
实验步骤:1. 准备材料:金属、木材和塑料三种不同材质的块状样本。
2. 实验器材准备:话筒、音频发生器、电缆、示波器、计时器。
3. 建立实验环境:选择一个相对安静的实验室或者房间,确保没有干扰声音的外界噪音。
4. 测量声音的传导速度:a. 将话筒靠近音频发生器,并将发生器设置为合适的频率和幅度。
b. 启动示波器并将话筒与示波器连接。
c. 在一定距离的位置设置每种材质的样本。
d. 依次测试三种材质的声音传导速度,并记录数据。
5. 测试声音的质量:a. 将话筒靠近音频发生器,并将发生器设置为合适的频率和幅度。
b. 在一个固定的距离上,分别使用金属、木材和塑料样本接收声音。
c. 将示波器连接到音响设备,并记录听到的声音的质量。
6. 数据分析:a. 对声音传导速度进行统计分析和对比。
b. 对不同材质所产生声音质量的差异进行观察和分析。
c. 探讨不同材质对声音传导影响的原因。
实验结果:根据我们的实验数据和观察结果,得出以下结论:1. 声音传导速度:金属表现出最快的传导速度,木材次之,塑料传导速度最慢。
2. 声音质量:金属材质传导的声音具有更大的音量和更清晰的音质,木材次之,塑料材质传导的声音最为弱化。
3. 材质影响声音的原因:金属具有良好的声学传导性能,可以更好地传导声波,而塑料的声学传导能力较差,导致声音损失较多。
讨论和结论:本实验通过实验数据和观察结果验证了不同材质对声音传导的影响。
金属作为一种优良的导体,具有良好的声学传导特性,能够有效传递声音信号。
相反,塑料材质由于其较差的声学传导性能,导致声音传播速度慢且质量不佳。
实验报告--声速的测量在这次实验中,我们将一探声速的奥秘。
声音,这种看不见的东西,其实无时无刻不在我们身边。
想象一下,你和朋友在广场上大声喊叫,声音瞬间传开。
这是多么神奇啊!首先,先聊聊声速的定义。
声音在空气中传播的速度,受到许多因素的影响,比如温度、湿度等。
通常情况下,空气中的声速大约是343米每秒。
哇,听上去可真快!但实际测量的时候,我们需要用点小手段。
实验步骤非常简单。
我们找了一个空旷的地方,确保没有干扰。
接着,准备好仪器,比如音频发射器和接收器。
哇,科技的魅力真让人着迷!我们发出声音,同时记录下声波传播到接收器的时间。
听起来简单,但其中的科学原理可是值得深入探讨的。
接着,我们开始实际测量。
每一次发声都像是在和空气进行一次对话。
每个数字记录下来,就像是在拼凑一幅画。
通过这些数据,我们可以计算出声速。
过程中的小错误也时常让人哭笑不得,但这正是实验的魅力所在!在这过程中,我们还探讨了温度对声速的影响。
气温越高,声速越快,简直是“热得快”的典范。
为什么呢?因为分子活动得更活跃,自然声音也就传播得更快。
想想夏天和冬天,果然有道理!此外,湿度也起到重要作用。
潮湿的空气比干燥的空气更能传递声音。
每当你在雨天听到远处的雷声,心中总会感到一丝神秘。
这样的现象恰恰印证了声波在不同环境下的表现。
我们还测量了不同材料中声音的传播速度。
比如在水中,声音的速度能达到1500米每秒。
这让我们对声音的本质有了更深刻的认识。
在水下的交流,仿佛开启了一扇新的窗户,让我们看到不一样的世界。
最后,数据分析是不可或缺的一步。
我们将记录下的数据整理成表格,进行图表分析。
这一环节需要耐心和细心,错一个数据可能就会得出错误的结论。
每个数字的背后都是我们辛勤付出的见证。
总结一下,这次声速的测量不仅让我们了解了声波的传播特性,也让我们体会到科学实验的乐趣。
科学并不是枯燥无味的,而是充满了惊奇和发现。
希望在未来的日子里,大家都能继续探索身边的科学,找到更多的乐趣与知识。
火工品 2015年06月 INITIATORS&PYROTECHNICS 2015年第3期
文章编号:1003—1480(2015)03.0053—04
乳胶基质的声速测试及其影响因素研究 陆丽园,王晓云,王作鹏 (中煤科工集团淮北爆破技术研究院有限公司,安徽淮北,235039)
摘要:利用超声波技术中的声速法测量了不同质量状态乳胶基质的声速,并通过试验与理论研究分析了影响乳 胶基质声速的主要因素。结果表明,不同质量状态的乳胶基质的声速存在显著差别,分散相液滴颗粒的大小及乳胶基 质的粘度是影响乳胶基质声速的主要因素,声速可以用来表征乳胶基质的性能。 关键词:乳化炸药;乳胶基质;声速;粘度;粒径 中图分类号:TQ564 文献标识码:A
Study on the Sound Velocity Testing of Emulsion Matrix and Influence Factors LU Li-yuan,WANG Xiao・yun,WANG Zuo—peng (China Coal Technology and Engineering Group Huaibei Blasting Technology Research Institute,Huaibei,235039)
Abstract:ByDse ofultrasonictechnology,the soundvelocities ofdiferent emulsionmatrixeswithdifferentqualitywere determined,and the main factors influencing the velocity of emulsion matrix were analyzed by experiment and theory.The results showthatthereis significantdiferencebetweenthevelocities ofdiferentquality state ofemulsionmatrix,andthedroplet size of the dispersed phase and the viscosity of emulsion ma ̄ix ale the main influence factors.The study indicated that sound velocity Can be used to character the property ofthe emulsion matrix. Key words:Emulsion explosive;Emulsion matrix;Sound velocity;Viscosity:Particle size
乳胶基质的质量从根本上决定了乳化炸药成品 的储存稳定f生及其爆炸性能,因此研究乳胶基质的性 能及其表征方法具有重要意义。目前对乳胶基质性能 的认识尚显不够,对j生能的表征方法也少,文献报道 的主要有基质分散相粒子的大小及其表征方法【1 、基 质的粘度l5J、基质的电性质【6J等。 根据超声波检测原理[7矧,物质的声速与其组成、 微观结构、存在形态以及物理化学性质有关,在组成 及存在形态一定的情况下,基质的微观结构与I生能不 同,其声速也就不同。因此研究乳胶基质的声速对研 究基质的l生质号眭能,以及建立基质性能新的表征方 法具有重要意义。同时,超声波检测技术具有快速、 方便、计算简单、易于实时控制等优点,可以实现在 线检测。 本文利用超声波检测法研究了不同质量状态的 乳胶基质的声速,分析了影响乳胶基质声速的因素。
1 实验部分 1.1乳胶基质样品的制备 以2 岩石乳化炸药配方为基准,制备了几种不同 质量状态的乳胶基质小样,主要考虑了几种工艺偏离 正常情况的基质:(1)乳化转速为l 100r/min,油水 相配比发生变化:采用相同的制备工艺,只改变油、
收稿日期:2014—12.10 作者简介:陆丽园(1971一),女,工程师,主要从事民用爆破器材研究。 2015年06月 火工品 55 从表3中可以看出,正常配比及正常工艺条件下 (乳化转速为1 100r/min、100%油相)制备的基质的 粒径较小,且分布较均匀,平均粒径最小,基质质量 最佳;125%油相的基质,小直径的粒子较正常基质 有所增加,但粒径分布范围变宽,出现了直径较大的 粒子,平均粒径增大;随着油相含量的减少,粒子直 径逐渐增加,粒子分布范围也越来越大,说明油相的 包覆力减弱;随着乳化转速的降低,基质的粒径随之 增大,且粒径分布范围也大大增加,乳化效果不理想。 综合表1、3可以看出,基质的声速随着粒径的 增大而降低,但低转速的基质没有此规律。 2.2.3粘度对声速的影响 测定了各样品的粘度,结果见表4。从表4中可以 看出,基质的粘度随着油相的减少而增加,随乳化转 速的降低而降低。可以看出,低转速的基质不仅分散 相颗粒较大,粘度也较低。综合表1、4可看出,基质 的声速随粘度的增大而降低,但含125%油相的乳胶 基质,其粘度低于100%油相的基质,但声速却低于 100%油相的基质。 表4 95 ̄C下不同乳化基质的粘度(Pa・s) Tab.4 Viscosity of emulsion matrix samples at 95℃
2.2.4影响声速因素的理论分析 超声波在介质中传播时能量会衰减。能量的衰减 取决于声波的扩散、散射和吸收。由扩散引起的衰减 是由声源及传播约束条件决定的,与传播介质无关 D0]。因此,此处只讨论吸收衰减和散射衰减。
(1)吸收衰减:吸收衰减主要是由于介质粘滞j生, 使超声波在介质中传播时造成质点问的内摩擦,从而 使一部分能量转化为热能损失掉[1¨。当粘滞的介质中 相邻质点的运动速度不同时,它们之间由于相对运动 而产生内摩擦力——亦即粘滞力。由于内摩擦引起的 吸收,其衰减系数 可用式(1)表示[ ]:
:__892f2r/: (1一) =——『- ——÷ L
3pc 3pA f
式(1)中:P为介质密度,kg/m3; 为粘滞系 数,无因数;f为超声波频率,Hz;C为声速,m/s; 为波长,m,)t=c/fo从式(1)可以看出,吸收衰减 与介质的粘滞系数成正比。介质的粘度越大,则吸收 衰减越大,声速越低。表1与表4中,乳胶基质声速 随粘度的降低而增大(125%油相的乳胶基质除外), 证实了这点。 (2)散射衰减:散射衰减是指超声波在介质中 传播时,介质中的颗粒使声波产生散射,一部分声能 不再沿原来的传播方向运动而形成散射。散射衰减与 散射粒子的形状、尺寸、数量、介质的性质和散射粒 子陛质有关。散射作用比较著名的理论为瑞利散射和 米散射理论。当分子或粒子的半径r远小于波长 时, 散射辐射服从瑞利公式,而当粒子尺度增大到一定程 度(粒子尺度参数x=2 ̄tr/2>O.1-0.3)时,瑞利公 式不再适用,应改为米氏理论。乳胶基质中分散相粒 子的平均粒径为几微米,符合瑞利散射。 散射强度与粒子的半径及粒子数量的关系见式 (2)[ ¨:
= )(
式(2)中: 为波长,m; 为粒子的半径,m; n为粒子数量。从式(2)中可以看出,乳胶基质分散 相颗粒的粒径 越小,散射衰减就越弱,声速就越大。 表1、3中,基质的声速随着粒径的增大而降低(低 转速的基质除外)证实了这点。 表1中,125%油相的样品粘度虽然比100%油相 的样品低,但其平均粒径却比100%油相的样品大, 因此其散射衰减也大,这就解释了为什么125%油相 的样品粘度低于100%油相的样品粘度,但其声速却 低于1 00%油相样品的声速。同理,低转速的基质虽 然粒径较大,但其粘度较低,因此声速较大。 综上所述,一定温度下乳胶基质的声速取决于乳 胶基质本身的性质,即乳胶基质的粘度及分散相颗粒 的大小,是二者共同作用的结果。乳胶基质的粘度越 大,则吸收衰减越强,声速越低;分散相颗粒越大, 陆丽园等:乳胶基质的声速测试及其影响因素研究 2015年第3期 则散射衰减越强,声速越低。 3 结论 (1)试验研究了几种不同质量状态的乳胶基质 样品的声速,发现不同质量状态的乳胶基质的声速存 在显著差别。 (2)影响乳胶基质声速的因素除了温度外,主 要取决于乳胶基质本身的性质:乳胶基质的粘度及分 散相颗粒的大小,是二者共同作用的结果。粘度越大 则吸收衰减越强,声速越低;分散相颗粒越大,则散 射衰减越强,声速越低。 (3)一定温度下乳胶基质的声速取决于乳胶基 质本身的性质,因此,声速可以用来表征乳胶基质的 性能。 研究过程中,由于仪器比较简单,加之实验室制 备的乳胶基质样品多少都混有气泡,导致实验存在一 定的误差。
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