試驗目的

金屬點腐蝕過程產生聲發射信號源的機制是多種多樣的。腐蝕產物的剝落或開裂、氫氣泡的破裂、表面鈍化膜的破裂等都可能是聲發射源，這種聲發射源區別與傳統聲發射源——材料在應力作用下的變形與裂紋擴展;這種直接與變形和斷裂機制有關的源，通常稱為傳統意義上或典型的聲發射源，大多數腐蝕聲發射源往往由于腐蝕產物在變形、運動過程產生聲發射信號，而不是在腐蝕過程中由于腐蝕能量釋放和轉變產生聲發射信號，將這種聲發射源定為腐蝕次生聲發射源，并以此作為腐蝕存在的明顯標志。

腐蝕破壞有多種不同的形式。按腐蝕作用的機理可分為化學腐蝕、電化學腐蝕、氫脆、應力腐蝕等。腐蝕過程決定于材料的性能、介質、作用應力水準、電極電位等因素。電化學反應過程中，特別在酸性環境下，金屬腐蝕過程中往往伴隨氫氣的產生，本文就腐蝕過程中氣泡產生與破裂過程聲發射信號特征規律進行研究。

1 實驗裝置：

方形玻璃容器長x寬x高x厚=80x80x180x3mm，可調式氣泵，通氣管，管卡，過濾器。

采用美國PAC公司開發的PCI-2聲發射監測系統，采用寬頻探頭。

圖1 實驗裝置圖

2 實驗原理：

利用可調式氣泵與過濾器組合生成微小單氣泡，觀察其產生與運動過程，利用PCI-2聲發射系統采集氣泡產生于破裂過程的聲信號，模擬腐蝕過程氫氣產生與破裂聲發射信號特征規律，此試驗通過調節氣泵和對通氣管、過濾器的控制，可控間隔產生1mm的單氣泡，通過對單氣泡信號的分析處理，證實其表征腐蝕過程是否具有可行性。

3 實驗結果：

下圖中可以看出，氣泡脫離過程信號頻譜接近30kHz，且只有2通道接收到。氣泡破裂信號頻譜接近60KHz，由于其諧振頻率范圍在30kHz左右，因此接收到的破裂信號頻譜存在低頻(30kHz)成分，信號幅度隨著傳播距離不斷衰減，集中在30-31db之間。通道2位于開口處，先接收到液面處氣泡破裂信號，其典型信號頻譜集中于60KHz左右，并含有低頻分量信號尖峰，其接收到信號幅值較高，集中于34-36db之間。

圖2 低頻探頭數據監測圖(2通道位于上部、1通道位于下部)

圖3 低頻探頭監測單氣泡破裂信號頻譜圖

4 結論：

1、氣泡在其脫離本體與液面破裂過程具有不同的信號特征。

2、由實驗數據表明，單氣泡產生并脫離時產生能被低頻探頭(30kHz\60kHz)接收到的聲發射信號，30kHz探頭更加有效，利用60kHz探頭接收單氣泡破裂信號更加有效。

3、隨著氣泡產生數量的增多，單氣泡所具有的能量較高，同時不通氣泡的結合與氣泡同時破裂的共振影響，將會產生較高幅值聲發射信號。

4、氣泡產生與破裂具有較豐富的寬頻帶成分，不同的作用過程具有不同的頻率特征，由于大量腐蝕過程并不產生氣體，或者不以氣體信號為主，其產生的聲發射現象是否可定義為腐蝕次生聲發射，即根據不同情況確定是否以氣泡信號特征區別存在的腐蝕信號，更加有效的利用聲發射判斷腐蝕過程的特征。