Zobecněná inverzní úloha rezonanční ultrazvukové spektroskopie

Abstract

Hlavným cieľom tejto práce je ukázať schopnosť rezonančnej ultrazvukovej spektroskopie presne určiť mimo elastických konštánt aj triedu anizotropie, kryštálograficke orientácie a rozmery vzoriek. Spoľahlivosť a robustnosť našeho rozšíreného algoritmu bola odtestovaná na jemne perturbovaných syntetických dátach a na troch rôzne orientovaných vzorkách monokryštálu FeSi. Presnosť výsledkov je diskutovaná s ohľadom na počet rezonancií, použitých počas procedúry a vypočítané kryštálografické orientácie sú porovnané s výsledkami Laueho difrakčného experimentu. Naša optimalizačná procedúra bola aplikovaná pri meraniach 2 typov metastabilných β -Ti zliatin s rastúcim množstvom častíc sekundárnych fáz po dodatočnom tepelnom spracovaní. Cieľom bolo pozorovať potenciálnu zmenu symetrie materiálu po fázovej transformácii. Naše najdôležitejšie výsledky sú sumarizované a diskutované s ohľadom na charakter a morfológiu mikroštruktúry materiálu. Príprava vzoriek a meranie ultrazvukového spektra prebehli na Oddelení ultrazvukových metód, Ústav termomechaniky Akadémie vied Českej republiky

The main aim of this thesis is to show the ability of the resonant ultrasound spectroscopy to precisely identify the anisotropy class, crystallographic orientations and dimensions of the sample, in addition to elastic coefficient determination. The reliability and robustness of our extended algorithm was tested on slightly perturbed synthetic data and on three differently oriented samples of FeSi single crystal. Precision of the results is discussed with respect to the number of resonances utilized during the procedure, and calculated crystallographic orientations are compared with the measurements obtained by Laue diffraction experiment. Our optimization procedure was then applied on room temperature measurements of 2 types of metastable β -Ti alloys with an increased amount of secondary phase particles after additional heat treatment. The aim was to observe potential change of the symmetry of the material after the phase transition. Our most important findings are summarized and discussed with respect to the character and morphology of the material's microstructure. Sample preparation and measurement of ultrasound spectra were conducted at the Department of Ultrasonic Methods, Institute of Thermomechanics of the Czech Academy of Sciences.