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 アコースティックエミッション(AE)による材料評価

金属材料のAEについては多くの実験が行われ、非破壊検査法としての有効性が明らかにされています。また、複合材料は多数の繊維や粒子が母材中に不連続的に存在するため、従来の非破壊検査が困難であり、またセラミクスは、許容される欠陥の大きさは金属の百分の一程度と極めて小さいため、従来の非破壊検査の適用は困難で、AE法の期待が大きくなっています。
アコースティックエミッション(AE)によるCFRP破壊挙動の解明
CFRPの破壊は、母材の破壊→はく離→繊維の破断と進行します。上記の各工程におけるAEの特徴を下記に示します。
● 母材破壊時のAE挙動

亀裂が発生すると右図(a)に示すように、突発型のAEが発生します。進行した亀裂の進行数とAEの発生数に相関があり、進行した亀裂の進行量は振幅と相関があります。

● はく離発生時のAE挙動

はく離が発生すると、母材と繊維が摩擦して右図(b)に示すように連続的にAEが発生します。すなわち持続性の長いAEが発生します。AEの振幅は、母材の破壊時に発生するAEと比較して大きくなります。

● 繊維破断時のAE挙動


繊維の破断が発生すると、右図(c)に示すように突発型のAEが発生します。その振幅は母材やはく離に発生するAEと比較して非常に大きくなります。


● 各破壊挙動の評価方法


上記のように、CFRPの破壊挙動は発生したAEの振幅および持続時間の大きさから評価できます。

振幅:繊維の破断>はく離>母材の破壊
持続時間:はく離>繊維の破断>母材の破壊
 アコースティックエミッション(AE)の材料試験への応用
  1. 金属材料の各種材料試験
  2. 複合材料(FRP、CFRP、GFRP等)の破壊挙動の評価
  3. セラミックスの欠陥評価
  4. 表面コーティングはく離評価
  5. 表面コーティングの熱応力(レーザー等)による劣化評価

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