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声峰超声波浅谈固体的声波吸收（上）

来源： | 发布日期：2022-09-23

固体中的声速通常会随着温度的升高而降低，就像液体一样。在转变点处变化相当迅速。图50是Cu这一合金的（100）方向杨氏模量的温度变化。化表示Order-disorder转变，熔点中刚度率急剧减少但不为零。
高分子物质的声速在软化点的温度梯度也急剧变化（图51）

对于金属和其他晶体，声速（或弹性模量）不依赖于频率。在声波长度接近晶格间隔之前，音速的分散是不可预测的。但是，在高分子物质中，音速（或弹性模量）的分散是非常大的，分散范围在广泛的频率范围内，图52示出了GR-S橡胶复杨氏模量实部E’和tan振动频率引起的变化，在f=1~107cps范围内，E’在107~1011dyne/cm2之间变化。因此，音速也在103~105cm/s左右。这表明，对于这种橡胶状态的高分子物质的弹性，具有各种缓和时间的机制。即使是玻璃状态的高分子物质，音速的分散也是非常明显的。

固体的声波吸收以及内部摩擦的机制，从现象论上来看有两种可能。第一种是在气体液体中看到的缓和现象，在这种情况下，单位波长的吸收αλ(或者tanδ)在一定振动频率下达到极大。另外，由于缓和振动频率随温度变化，αλ与温度的曲线也具有极大。第二种是希滞性的，如果失真力失真线不受振动频率影响而画出反向滞回曲线，则ax不受振动频率影响，单位长度吸收αλ与振动频率成比例。以下固体吸收机采购中，只考虑超声波振动频率范围内的问题。

声波从压缩部向膨脉的热传导吸收，在固体中也存在，属于缓和现象，但其缓和振动频率极高(~1010cps)，一般不成问题。单结晶一般吸收很小，一般认为其吸收是由于塑性变形。

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