Dansk
Visninger: 260 Forfatter: Webstedsredaktør Udgivelsestid: 30-01-2024 Oprindelse: websted
Ultralydsforstøvningsteknologi er en effektiv og billig metode til fremstilling af fine metalpulvere. Pulverne fremstillet ved hjælp af denne metode har god sfæricitet, kontrollerbar partikelstørrelse og en snæver størrelsesfordeling, hvilket gør det til en lovende teknologi i metalpulverindustrien. Ultrasonisk metalforstøvning er en af anvendelserne af ultralydsforstøvningsteknologi, og dens principper ligner dem for ultralydsforstøvning.
Ultrasonisk metalforstøvning involverer processen med at omdanne smeltet metal (væske) til fine tågedråber i en gasfase. Højfrekvente ultralydsvibrationer påføres overfladen af det smeltede metal, hvilket får dråberne til at adskille og bryde op fra overfladen på grund af ultralydsbølgernes toppe. Efterhånden som frekvensen af ultralyden gradvist øges, bliver de forstøvede dråber finere. Med kontinuerlig virkning af ultralydsvibrationerne kan der opnås ekstremt fine dråber.
Former for ultralydsmetalforstøvning
Ultrasonisk metalforstøvning er processen med at bruge højfrekvente ultralydsvibrationer til at generere fine tågedråber fra smeltet metal i en gasfase, som derefter størkner til metalpulver efter afkøling.
Den første form involverer direkte eller indirekte kontakt mellem det smeltede metal og ultralydsforstøvningshovedet. De højfrekvente elektromagnetiske bølger genereret af generatoren konverteres og forstærkes af ultralydstransduceren og amplitudemodulatoren, hvilket i sidste ende overfører de højfrekvente vibrationer til den smeltede metalstrøm. Det smeltede metal forstøves under ultralydens højfrekvente vibrationer.
Den anden form involverer at koncentrere energien, der genereres af de højfrekvente ultralydsvibrationer, i et lille rum og direkte bruge ultralyden til at forstøve det smeltede metal.
Den tredje form kombinerer ultralydsforstøvning med traditionelle forstøvningsteknikker for at skabe en ny hybridforstøvningsteknologi.
Ultralydsforstøvningsmekanisme
Der er to forklaringer på mekanismen for ultralydsforstøvning: overfladespændingsbølgeteorien og mikrochokbølgeteorien. Et kompromissynspunkt antyder, at begge teorier spiller en rolle i ultralydsforstøvning.
Overfladespændingsbølgeteori
Under påvirkning af overfladespændingsbølger, når amplituden af den vibrerende væske når en vis værdi, flyver dråber ud fra bølgetoppen og danner en tåge. Overfladespændingsbølger genererer dråber ved bølgetoppene, og størrelsen af dråberne er proportional med bølgelængden af overfladespændingsbølgerne. Under påvirkning af overfladespændingsbølger forstøves det flydende metal fra overfladen af ultralydsfrekvensen og dråbernes vibrerende overflade. Ved ultralydsgasforstøvning påvirkes og fragmenteres den smeltede metalstrøm af flere højhastighedsgasimpulser.
Mikrochokbølgeteori
Mikrochokbølgeteorien antyder, at ultralydsforstøvning er relateret til kavitation, som refererer til dannelsen af et stort antal bobler, når højfrekvente ultralydsvibrationer virker på smeltet metal. Disse bobler vokser og kollapser konstant. Under lukningen af boblerne omdannes den vibration, der virker på væsken, til arbejde udført på boblerne. Når boblerne kollapser, omdannes noget af deres energi til varme- og lysstråling, og den resterende energi producerer mikrochokbølgestråling. Denne teori antyder, at kavitationen forårsaget af højfrekvente ultralydsvibrationer under væskeoverfladen i sidste ende fører til dannelsen af dråber.
Introduktion af udstyr
Ultralydsgenerator
Ultralydsgeneratoren konverterer 220V AC til højfrekvente elektriske svingninger for at give tilstrækkelig elektrisk energi til hele forstøvningsudstyret.
Ultralydstransducer
Den mest almindelige type er en piezoelektrisk keramisk transducer af sandwich-typen. Dens funktion er at konvertere højfrekvente elektriske oscillationssignaler til mekaniske vibrationer, der konverterer elektrisk energi til højfrekvente vibrationer.
Amplitude modulator
Ultralyds amplitudemodulatoren, også kendt som ultralydskoncentratoren, forstærker forskydningen og hastigheden af den mekaniske vibration og koncentrerer ultralydsenergien i et mindre område.
Forstøvningshoved
Ultralydsforstøvningshovedet er den komponent, der er i direkte kontakt med materialet og er generelt lavet af en legering. Smeltepunktet for det forstøvede metal er begrænset af materialet i forstøvningshovedet, hvilket gør denne metode mere egnet til fremstilling af metaller og legeringer med middel til lavt smeltepunkt. Transduceren og amplitudemodulatoren transmitterer højfrekvente vibrationer til forstøvningshovedet, som virker på det smeltede metal og omdanner det smeltede metal til fine partikler eller pulver.
Atomiseringsproces
Ultralydsmetalforstøvning er processen med at bruge højhastigheds-ultralydsvibrationer til at påvirke og forstøve smeltede metal- eller legeringsstrømme, hvilket i sidste ende producerer fint metalpulver. Ultralydsforstøvning af metal involverer, at generatoren konverterer AC til højfrekvente elektromagnetiske bølger, som derefter omdannes til højfrekvente vibrationer af ultralydstransduceren. De forstærkede vibrationer overføres til sidst til værktøjshovedet (forstøvningshovedet) ved hjælp af amplitudemodulatoren. Når ultralydsforstøvningshovedet virker på det smeltede metal, spredes det smeltede metal til en flydende film under højfrekvente vibrationer. Når ultralydsamplituden når et vist niveau, splintres det smeltede metal, og de fragmenterede dråber flyver ud fra den vibrerende overflade og danner en tåge.
Ultralydsmetalforstøvningsprocessen kan groft opdeles i to faser: fragmentering og kondensation. Det første trin involverer nedbrydning af det opvarmede og smeltede metal eller legering, hvilket resulterer i produktionen af metaldråber og påvirker størrelsen af det endelige metalpulver. Det andet trin af kondenseringen bestemmer dannelsen af de endelige metalpartikler, som direkte påvirker formen af metalpulveret, og involverer hovedsageligt varmeledning.
