目前各種類型的顆粒增強(qiáng)型聚合物復(fù)合材料已得到廣泛應(yīng)用。為了表征它們的動(dòng)態(tài)特性，許多學(xué)者研究了彈性波在顆粒增強(qiáng)型聚合物復(fù)合材料中的傳播，包括超聲測(cè)試技術(shù)以及基于各種波散射模型的理論研究[16-27]。超聲波在顆粒增強(qiáng)型聚合物復(fù)合材料中衰減顯著，聲波的衰減屬于粘滯性衰減和散射衰減同時(shí)存在的復(fù)雜過(guò)程。這些衰減機(jī)制的相對(duì)份額不僅會(huì)隨著組成物(基體和顆粒)的聲學(xué)特性而改變，而且與顆粒尺寸、粒子濃度和檢測(cè)聲波的頻率范圍有關(guān)。研究超聲波在不同顆粒增強(qiáng)型聚合物復(fù)合材料中的衰減預(yù)測(cè)模型，對(duì)于理解以衰減為基礎(chǔ)的材料評(píng)價(jià)，或設(shè)計(jì)并優(yōu)化探頭背襯的衰減性能有重要意義。

除此之外，Beltzer 和Brauner用公式推導(dǎo)了體波和SH(水平剪切)波在復(fù)合材料中的散射，即所謂的微分法，將微分學(xué)用于由兩相組成的復(fù)合材料性能的研究。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于，在顆粒濃度較低時(shí)，相對(duì)簡(jiǎn)單的微觀力學(xué)(機(jī)理)表達(dá)式可以用增量形式表示。

針對(duì)超聲波縱波在一些顆粒增強(qiáng)型聚合物復(fù)合材料中的衰減，有人以微分(增量)算法為基礎(chǔ)對(duì)微觀機(jī)械(力學(xué))模型進(jìn)行了理論研究，并建立了一系列的微分公式，從已知的粘滯性基體和彈性顆粒的性能(參數(shù))可以計(jì)算出復(fù)合材料的衰減譜。S. Biwa等人詳細(xì)研究了顆粒增強(qiáng)型聚合物復(fù)合材料的縱波衰減譜與波長(zhǎng)-顆粒半徑的比值以及粒子體積分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系。理論分析表明，當(dāng)顆粒半徑與入射波長(zhǎng)相比足夠小時(shí)，超聲波的衰減隨著粒子體積分?jǐn)?shù)的增加單調(diào)減小，而當(dāng)顆粒半徑-波長(zhǎng)的比值較大時(shí)，衰減與粒子體積分?jǐn)?shù)不呈單調(diào)變化。為了從實(shí)驗(yàn)角度對(duì)理論進(jìn)行驗(yàn)證，測(cè)量了顆粒半徑尺寸為0.0225mm的玻璃相顆粒增強(qiáng)型聚合物復(fù)合材料在不同粒子體積分?jǐn)?shù)時(shí)的縱波衰減。對(duì)于顆粒半徑尺寸為0.15mm的玻璃相顆粒增強(qiáng)型聚合物復(fù)合材料，與先前的獨(dú)立散射模型相比，本研究提出的分析方法與實(shí)測(cè)結(jié)果符合得較好。結(jié)果表明，從定性角度來(lái)看，實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的衰減特性與理論預(yù)測(cè)相符。

顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料由各向同性的粘滯性基體(復(fù)合拉梅常數(shù)為， ；密度)和隨機(jī)分布的各向同性彈性顆粒(彈性拉梅常數(shù)為 ，；密度 ,半徑a)組成，如圖11-12所示。

在微分法中，對(duì)因顆粒含量的微小增量而導(dǎo)致的復(fù)合材料宏觀性質(zhì)的改變，以增量形式給出。因此可以把顆粒體積分?jǐn)?shù)為Φ的復(fù)合材料看做是具有等效宏觀性質(zhì)的有效均勻介質(zhì)，其對(duì)應(yīng)的彈性參數(shù)為(λ,μ；密度p)。

靈科超聲波堅(jiān)持自主研發(fā)，最大力度投入研發(fā)設(shè)計(jì)，擁有一支近30年的研發(fā)制造團(tuán)隊(duì)，發(fā)明創(chuàng)造170余項(xiàng)專利新技術(shù)。主要品牌有LINGGAO靈高、LINGKE靈科、SHENGFENG聲峰等。廣泛運(yùn)用在醫(yī)療器械、電子器材、打印耗材、塑料、無(wú)紡布、包裝、汽配等多個(gè)領(lǐng)域，為海內(nèi)外各行業(yè)、企業(yè)提供了大量穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)超聲波塑焊設(shè)備及應(yīng)用方案。