Đặc tính siêu âm của vật liệu và vận tốc sóng siêu âm trong các vật liệu phổ biến

Siêu âm là âm thanh có tần số cao hơn tần số tối đa mà tai người nghe thấy được. Tần số tối đa này tùy vào từng người, nhưng thông thường nó vào cỡ 20000 Hz. Ngược lại với siêu âm, các âm thanh có tần số thấp hơn ngưỡng nghe được bởi tai người (thường vào khoảng 20 Hz) là hạ âm.

Siêu âm có thể lan truyền trong nhiều môi trường tương tự như môi trường lan truyền của âm thanh, như không khí, các chất lỏng và rắn, và với tốc độ bằng tốc độ âm thanh. Do cùng tốc độ lan truyền, trong khi có tần số cao hơn, bước sóng của siêu âm ngắn hơn bước sóng của âm thanh nghe được. Nhờ bước sóng ngắn, độ phân giải của tín hiệu siêu âm thường đủ để phân biệt các vật thể ở kích thước cỡ centimét hoặc milimét. Do đó siêu âm được ứng dụng trong chẩn đoán hình ảnh y khoa (siêu âm y khoa) hoặc trong các cấu trúc cơ khí khi kiểm tra không phá hủy.

Dưới đây là thông tin các đặc tính âm học sử dụng trong phương pháp siêu âm kiểm tra không phá hủy của các vật liệu thông dụng, bao gồm thông tin vận tốc sóng mặt, vận tốc sóng dọc, vận tốc sóng ngang, mật độ và âm trở đặc trưng của vật liệu như kim loại, gốm, thủy tinh, và các chất lỏng phổ biến.

Đặc tính âm học và vận tốc sóng âm trong một số vật liệu phổ biến

Loại vật liệuVật liệu Vận tốc sóng dọc (cm/µs)Vận tốc sóng dọc (in/µs) Vận tốc sóng ngang (cm/µs)Vận tốc sóng ngang (in/µs)Vận tốc sóng mặt (cm/µs)Vận tốc sóng mặt (in/µs)Mật độ (g/cm3)Âm trở (g/cm2-sec x105)
Kim loạiAluminum0.6320.24880.3130.1232N/AN/A2.717.1
Kim loạiAL 1100-0 (2SO)0.6350.250.310.1220.290.1142.7117.2
Kim loạiAL 2014 (14S)0.6320.24880.3070.1209N/AN/A2.817.8
Kim loạiAL 2024 T4 (24ST)0.6370.25080.3160.12440.2950.1162.7717.6
Kim loạiAL 2117 T4 (17ST)0.650.25590.3120.1228N/AN/A2.818.2
Kim loạiBabbitt Bearing0.230.0906N/AN/AN/AN/A7.4 -11.023.2
Kim loạiBeryllium1.290.50790.8880.34960.7870.311.8223.5
Kim loạiBismuth0.2180.08580.110.0433N/AN/A9.821.4
Kim loạiBrass0.4280.16850.230.0906N/AN/A8.5636.7
Kim loạiBrass, Half Hard0.3830.15080.2050.0807N/AN/A8.131.02
Kim loạiBrass, Naval0.4430.17440.2120.08350.1950.0778.4237.3
Kim loạiBronze, Phospho0.3530.1390.2230.08780.2010.0798.8631.28
Kim loạiCadmium0.2780.10940.150.0591N/AN/A8.6424.02
Kim loạiCesium (28.5oC)0.09670.0381N/AN/AN/AN/A1.881.82
Kim loạiColumbium0.4920.19370.210.0827N/AN/A8.5742.16
Kim loạiConstantan0.5240.20630.1040.0409N/AN/A8.8846.53
Kim loạiCopper0.4660.18350.2330.0890.1930.0768.9341.61
Kim loạiGallium0.2740.1079N/AN/AN/AN/A5.9516.3
Kim loạiGermanium0.5410.213N/AN/AN/AN/A5.4729.59
Kim loạiGold0.3240.12760.120.0472N/AN/A19.3262.6
Kim loạiHafnium0.3840.1512N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Kim loạiInconel0.5720.2252N/AN/A0.2790.118.2547.19
Kim loạiIndium (156oC)0.2220.0874N/AN/AN/AN/A7.316.21
Kim loạiIron0.590.23230.3230.12720.2790.117.745.43
Kim loạiIron, Cast0.480.1890.240.0945N/AN/A7.837.44
Kim loạiLead0.2160.0850.070.02760.0630.024811.424.62
Kim loạiLead 5% Antinomy0.2170.08540.0810.03190.0740.02911.923.65
Kim loạiMagnesium0.6310.2484N/AN/AN/AN/A1.7410.98
Kim loạiMagnesium (AM-35)0.5790.2280.310.1220.2870.1131.7410.07
Kim loạiMagnesium (FS-1)0.5470.21540.3030.1193N/AN/A1.699.24
Kim loạiMagnesium (J-1)0.5670.22320.3010.1185N/AN/A1.79.64
Kim loạiMagnesium (M)0.5760.22680.3090.1217N/AN/A1.7510.08
Kim loạiMagnesium (O-1)0.580.22830.3040.1197N/AN/A1.8210.56
Kim loạiMagnesium (ZK-60A-TS)0.5710.22480.3050.1201N/AN/A1.8310.45
Kim loạiManganese0.4660.18350.2350.0925N/AN/A7.3934.44
Kim loạiMolybdenum0.6290.24760.3350.13190.3110.12210.264.16
Kim loạiMonel0.6020.2370.2720.10710.1960.07728.8353.16
Kim loạiNickel0.5630.22170.2960.11650.2640.1048.8849.99
Kim loạiPlatinum0.3960.15590 .167N/AN/AN/A21.484.74
Kim loạiPlutonium0.1790.0705N/AN/AN/AN/AN/A28.2
Kim loạiPlutonium (1% Gallium)0.1820.0717N/AN/AN/AN/AN/A28.6
Kim loạiPotassium (100oC)0.1820.0717N/AN/AN/AN/A0.831.51
Kim loạiRadium0.08220.03240.1110.04370.1030.040454.11
Kim loạiRubidium0.1260.0496N/AN/AN/AN/A1.531.93
Kim loạiSilver0.360.14170.1590.0626N/AN/A10.537.8
Kim loạiSilver, Nickel0.4620.18190.2320.09130.1690.06658.7540.43
Kim loạiSilver, German0.4760.1874N/AN/AN/AN/A8.741.41
Kim loạiSteel, 302 Cres0.5660.22280.3120.12280.3120.1238.0345.45
Kim loạiSteel, 347 Cres0.5740.2260.3090.1217N/AN/A7.9145.4
Kim loạiSteel, 410 Cres0.5390.2120.2990.1180.2160.0857.6756.68
Kim loạiSteel, 10200.5890.23190.3240.1276N/AN/A7.7145.41
Kim loạiSteel, 10950.590.23230.3190.1256N/AN/A7.846.02
Kim loạiSteel, 4150, Rc140.5860.23070.2790.1098N/AN/A7.8445.94
Kim loạiSteel, 4150, Rc180.5890.23190.3180.1252N/AN/A7.8246.06
Kim loạiSteel, 4150, Rc430.5870.23110.320.126N/AN/A7.8145.84
Kim loạiSteel, 4150, Rc640.5820.22910.2770.1091N/AN/A7.845.4
Kim loạiSteel, 43400.5850.23030.3190.1259N/AN/A7.845.63
Kim loạiTantalum0.410.16140.1140.0449N/AN/AN/AN/A
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáAlumina0.9810.3862N/AN/AN/AN/A2.625.5
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáBrick0.3650.14370.2560.101N/AN/A3.615.3
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáClay Rock0.3480.1370.3420.135N/AN/A2.514.2
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáConcrete0.3650.1437N/AN/AN/AN/A2.36.9-10.4
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáFlint0.4260.16770.2690.117N/AN/A3.618.9
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáGlass Crown (reg.)0.5660.22280.3520.139N/AN/A2.614.5
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáGlass Crown (heaviest)0.5260.20710.3260.128N/AN/AN/AN/A
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáGlass Quartz0.5570.21930.3430.135N/AN/A2.614.5
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáGlass Window0.6790.26730.3430.135N/AN/AN/AN/A
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáGlass, Plate0.5710.2248N/AN/AN/AN/A2.7510.7
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáGlass, Pyrex0.5560.21890.1980.078N/AN/AN/AN/A
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáGranite0.390.1535N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáIce0.3990.15710.3260.128N/AN/A0.916.4
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáIvory0.3010.1185N/AN/AN/AN/A2.171.4
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáMarble0.6150.2421N/AN/AN/AN/A1.549.5
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáRock Salt (X dir)0.4780.1882N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáRochelle Salt0.5360.2110.3760.148N/AN/A2.213.1
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáSapphire0.980.3858N/AN/AN/AN/A2.625.5
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáSilica (fused)0.5960.2346N/AN/AN/AN/A2.213.1
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáSlate0.450.1772N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Gốm, thạch anh, thủy tinh và đáSulfur (115° C)0.1350.0531N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Nhựa, cao suAcrylic Resin0.2670.10510.1120.0441N/AN/A1.183.151
Nhựa, cao suBakelite0.2590.102N/AN/AN/AN/A1.43.626
Nhựa, cao suBakelite (cloth filled)0.2710.1067N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Nhựa, cao suCellulose Acetate0.2450.0965N/AN/AN/AN/A1.33.185
Nhựa, cao suHysol0.2770.1091N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Nhựa, cao suKel-F0.1790.0705N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Nhựa, cao suLucite0.2680.10550.1260.0496N/AN/A1.183.1624
Nhựa, cao suMicarta Linen base0.30.1181N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Nhựa, cao suNylon 6,60.1680.0661N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Nhựa, cao suNylon0.2620.1031N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Nhựa, cao suPhenolic0.1420.0559N/AN/AN/AN/A1.341.903
Nhựa, cao suPlexiglass (a) UVA0.2760.1087N/AN/AN/AN/A1.273.505
Nhựa, cao su(b) UVAII0.2730.10750.1430.0563N/AN/A1.183.221
Nhựa, cao suPolyethylene0.2670.1051N/AN/AN/AN/A1.12.937
Nhựa, cao suPolyethylene TCI0.160.063N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Nhựa, cao suPolyimide (Vespel SP-1)0.2440.0961N/AN/AN/AN/A1.483.61
Nhựa, cao suPolystyrene0.2670.1051N/AN/AN/AN/A1.12.937
Nhựa, cao suPolystyrol0.150.0591N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Nhựa, cao suRefrasil0.3750.1476N/AN/AN/AN/A1.736.488
Nhựa, cao suTeflon0.1350.0531N/AN/AN/AN/A2.22.97
Chất lỏngAcetate, Butyl (n)0.1270.05N/AN/AN/AN/A0.8711.02
Chất lỏngAcetate, Ethyl0.1180.0465N/AN/AN/AN/A0.91.6
Chất lỏngAcetate, Methyl0.1150.0453N/AN/AN/AN/A0.9281.07
Chất lỏngAcetate, Propyl0.1180.0465N/AN/AN/AN/A0.8911.05
Chất lỏngAcetone0.1170.0461N/AN/AN/AN/A0.790.929
Chất lỏngAcetonitrile0.1290.0508N/AN/AN/AN/A0.7831.01
Chất lỏngAcetonyl Acetone0.140.0551N/AN/AN/AN/A0.7291.359
Chất lỏngAcetylendicloride0.1020.0402N/AN/AN/AN/A1.261.28
Chất lỏngAlcohol, Butyl0.1240.0488N/AN/AN/AN/A0.811.003
Chất lỏngAlcohol, Ethyl0.1180.0465N/AN/AN/AN/A0.7890.93
Chất lỏngAlcohol, Furfuryl0.1450.0571N/AN/AN/AN/A1.1351.645
Chất lỏngAlcohol, Methyl0.1120.0441N/AN/AN/AN/A0.7920.889
Chất lỏngAlcohol, Propyl (i)0.1170.0461N/AN/AN/AN/A0.7860.919
Chất lỏngAlcohol, Propyl (n)0.1220.048N/AN/AN/AN/A0.8040.983
Chất lỏngAlcohol, t-Amyl0.120.0472N/AN/AN/AN/A0.810.976
Chất lỏngAlkazene 130.1320.052N/AN/AN/AN/A0.861.132
Chất lỏngAnaline0.1690.0665N/AN/AN/AN/A1.0221.675
Chất lỏngBenzene0.130.0512N/AN/AN/AN/A0.871.129
Chất lỏngBenzol0.1330.0524N/AN/AN/AN/A0.8781.16
Chất lỏngBenzol, Ethyl0.1340.0528N/AN/AN/AN/A0.8681.16
Chất lỏngBromoform0.0920.0362N/AN/AN/AN/A2.892.67
Chất lỏngButylene Glycol (2.3)0.1480.0583N/AN/AN/AN/A1.0191.511
Chất lỏngButyrate, Ethyl0.1170.0461N/AN/AN/AN/A0.8771.03
Chất lỏngCarbitol0.1460.0575N/AN/AN/AN/A0.9881.431
Chất lỏngCarbon Bisulfide0.1160.0457N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngCarbon Disulfide0.1150.0453N/AN/AN/AN/A1.261.449
Chất lỏngCarbon Tetracloride0.0930.0366N/AN/AN/AN/A1.5951.478
Chất lỏngCastor Oil0.1480.0583N/AN/AN/AN/A0.9691.43
Chất lỏngChlorobenzene0.130.0512N/AN/AN/AN/A1.11.432
Chất lỏngChloroform0.09870.0389N/AN/AN/AN/A1.491.471
Chất lỏngCylclohexanol0.1450.0571N/AN/AN/AN/A0.9621.4
Chất lỏngCyclohexanone0.1420.0559N/AN/AN/AN/A0.9481.391
Chất lỏngDiacetyl0.1240.0488N/AN/AN/AN/A0.991.222
Chất lỏngDichloroisobutane (1,3)0.1220.048N/AN/AN/AN/A1.141.39
Chất lỏngDiesel Oil0.1250.0492N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngDiethylene Glycol0.1580.0622N/AN/AN/AN/A1.1161.77
Chất lỏngDiethyl Ketone0.1310.0516N/AN/AN/AN/A0.8131.07
Chất lỏngDimethyl Phthalate0.1460.0575N/AN/AN/AN/A1.21.758
Chất lỏngd-Fenchone0.1320.052N/AN/AN/AN/A0.941.241
Chất lỏngDioxane0.1380.0543N/AN/AN/AN/A0.10331.425
Chất lỏngDipheynyl in diphenyl oxide 26.5%0.150.0591N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngEthanol Amide0.1720.0677N/AN/AN/AN/A1.0181.755
Chất lỏngEthyl Acetate0.1990.0783N/AN/AN/AN/A0.91.069
Chất lỏngEthyl Ether0.09860.0388N/AN/AN/AN/A0.7130.702
Chất lỏngEthylene Glycol0.1660.0654N/AN/AN/AN/A1.1131.847
Chất lỏngFluorosilicone Oil Dow FS-12650.0760.0299N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngFormamide0.1620.0638N/AN/AN/AN/A1.1341.842
Chất lỏngFurfural0.1450.0571N/AN/AN/AN/A1.1571.67
Chất lỏngGasoline0.1250.0492N/AN/AN/AN/A0.8031
Chất lỏngGlycerin0.1920.0756N/AN/AN/AN/A1.262.42
Chất lỏngGravity Fuel Oil AA0.1490.0587N/AN/AN/AN/A0.991.472
Chất lỏngIsopentane0.09920.0391N/AN/AN/AN/A0.620.615
Chất lỏngKerosene0.1320.052N/AN/AN/AN/A0.811.072
Chất lỏngLinalool0.140.0551N/AN/AN/AN/A0.8841.23
Chất lỏngLinseed Oil0.1770.0697N/AN/AN/AN/A0.9221.63
Chất lỏngMercury 20° C0.1420.0559N/AN/AN/AN/A13.8719.7
Chất lỏngMesityloxide0.1310.0516N/AN/AN/AN/A0.851.115
Chất lỏngMethylenthylketone0.1210.0476N/AN/AN/AN/A0.8050.972
Chất lỏngMethyl Iodide0.0980.0386N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngMethyl Napthalene0.1510.0594N/AN/AN/AN/A1.091.645
Chất lỏngMathyl Acetate0.1210.0476N/AN/AN/AN/A0.9341.131
Chất lỏngMonochlorobenzene0.1270.05N/AN/AN/AN/A1.1071.411
Chất lỏngMorpholine0.1440.0567N/AN/AN/AN/A11.442
Chất lỏngMotor Oil (SAE 20)0.1740.0685N/AN/AN/AN/A0.871.51
Chất lỏngM-xylol0.1320.052N/AN/AN/AN/A0.8641.145
Chất lỏngn-Hexanol0.130.0512N/AN/AN/AN/A0.8191.065
Chất lỏngNitrobenzene0.1460.0575N/AN/AN/AN/A1.21.758
Chất lỏngNitromethane0.1330.0524N/AN/AN/AN/A1.131.504
Chất lỏngOlive Oil0.1430.0563N/AN/AN/AN/A0.9481.391
Chất lỏngParaffin Oil0.1420.0559N/AN/AN/AN/A0.8351.86
Chất lỏngParaffin (15° C)0.130.0512N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngPeanut Oil0.1460.0575N/AN/AN/AN/A0.9361.365
Chất lỏngPentane0.1010.0398N/AN/AN/AN/A0.6210.626
Chất lỏngPetroleum0.1290.0508N/AN/AN/AN/A0.8251.07
Chất lỏngPolypropylene oxide (38° C) Ambiflo0.1370.0539N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngPolypropylene glycol (38 ° C) (Polyglycol P-400)0.130.0512N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngPolypropylene glycol (38 ° C) (Polyglycol P-1200)0.130.0512N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngPolypropylene glycol (38 ° C) (Polyglycol P-400)0.1570.0618N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngPyridine0.1410.0555N/AN/AN/AN/A0.9821.39
Chất lỏngSalt Solution (10%)0.1470.0579N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngSalt Solution (15%)0.1530.0602N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngSalt Solution (20%)0.160.063N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngSilicone (30 centipoise)0.0990.039N/AN/AN/AN/A0.9930.985
Chất lỏngSilicone Oil (25° C) Dow 710 Fluid0.1350.0531N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngSolvessa #30.1370.0539N/AN/AN/AN/A0.8770.201
Chất lỏngSperm Oil0.1440.0567N/AN/AN/AN/A0.881.268
Chất lỏngTallow (16° C)0.0390.0154N/AN/AN/AN/AN/AN/A
Chất lỏngtert Butyl Chloride0.0980.0386N/AN/AN/AN/A0.840.827
Chất lỏngTetraethylene Glycol0.1580.0622N/AN/AN/AN/A1.121.784
Chất lỏngTransformer Oil0.1390.0547N/AN/AN/AN/A0.921.28
Chất lỏngTrichlorethylene0.1050.0413N/AN/AN/AN/A1.481.55
Chất lỏngTriethylene Glycol0.1610.0634N/AN/AN/AN/A1.1231.975
Chất lỏngTurpentine0.1280.0504N/AN/AN/AN/A0.8931.14
Chất lỏngUnivis 8000.1350.0531N/AN/AN/AN/A0.871.191
Chất lỏngWater (20° C)0.1480.0583N/AN/AN/AN/A11.483
Chất lỏngWater D2O0.140.0551N/AN/AN/AN/A1.1041.54
Chất lỏngWater (Sea)0.1530.0602N/AN/AN/AN/A1.0251.572
Chất lỏngXylene Hexaflouride0.0880.0346N/AN/AN/AN/A1.371.205
Đặc tính âm học và vận tốc sóng âm trong một số vật liệu phổ biến