Nouvelle technique magnéto-acoustique à ondes de cisaillement pour la caractérisation de fluides visqueux
Résumé
Les matériaux hybrides organique-inorganique synthétisés par "chimie douce" représentent une alternative intéressante dans la conception de nouveaux matériaux. Pour les optimiser, le contrôle de la viscosité dans les premiers instants de formation est primordial. A ce jour, seule une technique ultrasonore utilisant un transducteur de cisaillement permet d'assurer un suivi complet du matériau. Il nécessite néanmoins une excitation filaire peu adaptée à une utilisation industrielle. Ce travail présente une nouvelle technique magnéto- acoustique radiofréquence et un modèle approprié permettant de caractériser les propriétés visqueuses de ces matériaux. Cette technique ultrasonore utilise un nouveau capteur conçu pour fonctionner dans une large gamme de fréquences (1 - 200 MHz). Celui-ci est constitué d'un support piézoélectrique et d'un circuit rayonnant auto-résonant à fort coefficient de qualité excité par induction. Le suivi de l'impédance électrique induite de ce résonateur permet de caractériser le matériau en contact. La première partie présente le modèle électrique équivalent approprié permettant d'extraire les propriétés mécaniques du matériau. On montre que le décalage de la fréquence de résonance et l'amortissement liés aux propriétés viscoélastiques du matériau peuvent être représentés par une inductance (Li) et une résistance (Ri) induites équivalentes supplémentaires. Différents liquides de viscosité connue (mélanges eau-glycérol) ont, ensuite, été étudiés afin de valider le modèle. On montre que les paramètres Ri et Li sont liés à la racine carrée du produit viscosité-masse volumique du liquide. Ces résultats concordent avec les travaux de Martin et de Kanazawa qui ont couplé l'onde de cisaillement d'une microbalance à quartz à l'onde amortie dans un liquide. Ils laissent présager que cette technique pourra être utilisée pour mesurer les propriétés viscoélastiques de matériaux hybrides au cours de leur formation.
Origine : Accord explicite pour ce dépôt
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