题目：碳化硅颗粒增强铝基复合材料超声无损评价技术研究

为提高碳化硅颗粒增强铝基复合材料（SiCp/Al）产品的质量，帮助改进材料制备工艺，缩短研制周期，研究了SiCp/Al超声无损评价的相关理论和方法，研制了一套SiCp/Al超声无损评价系统。首先，研制了一套用于SiCp/Al超声无损评价的实验系统。该系统具有电子门计算、“厚度无关声反射板法”声速成像、相对声衰减系数成像及全波存储等功能，是后续研究工作的实验平台。其次，针对金属基复合材料中常见的夹杂、团聚等缺陷，研究了三维成像超声检测方法。介绍了三维成像的超声检测原理和过程，利用基线校正、包络检波等信号处理方法改进了三维图像的质量，使用顶点归并、散列表查找等方法提高了三维成像速度。利用三维成像超声检测方法扫查了带有缺陷的SiCp/Al试样，检测结果清晰地显示出了缺陷在三维空间中的位置、大小、形状和分布等信息。 再次，研究了SiCp/Al材料中SiCp体积百分比含量和材料机械性能之间的关系。根据粉末冶金材料的制备特点，确定了横观各向同性对称模型，推导了声速与弹性常数矩阵之间的关系。测量了SiCp含量不同的标准试样中的横波、纵波和准横波速度，计算出了相应的弹性常数。结果表明，材料的刚度随着SiCp含量的升高而增大；对同一试样而言，挤压方向的强度最高。最后，研究了SiCp/Al材料中SiCp分布均匀性的检测方法，提出了基于双次扫描的“厚度无关声反射板法”声速成像和相对声衰减系数成像两种方法。实验结果表明，声速成像精度较高，受测试环境影响较小，但对SiCp含量变化不敏感，适合于定量计算，而相对衰减系数成像受环境影响较大，不利于测定绝对值，但对SiCp含量变化较敏感，图像对比度较强，适合于定性分析。研究工作表明，利用超声无损评价方法可对SiCp/Al中的夹杂、团聚和不均匀等常见缺陷进行快速可靠的检测，同时还可对材料的SiCp含量和机械性能等参数进行无损表征，从而实现对SiCp/Al产品的全面评价。