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Visualizzazioni: 260 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 30/01/2024 Origine: Sito
La tecnologia di atomizzazione ad ultrasuoni è un metodo efficiente ed economico per la produzione di polveri metalliche fini. Le polveri prodotte utilizzando questo metodo hanno una buona sfericità, una dimensione delle particelle controllabile e una distribuzione dimensionale ristretta, rendendola una tecnologia promettente nel settore delle polveri metalliche. L'atomizzazione dei metalli ad ultrasuoni è una delle applicazioni della tecnologia di atomizzazione ad ultrasuoni e i suoi principi sono simili a quelli dell'atomizzazione ad ultrasuoni.
L'atomizzazione del metallo ad ultrasuoni prevede il processo di conversione del metallo fuso (liquido) in sottili goccioline di nebbia in una fase gassosa. Vibrazioni ultrasoniche ad alta frequenza vengono applicate alla superficie del metallo fuso, provocando la separazione e la rottura delle goccioline dalla superficie a causa dei picchi delle onde ultrasoniche. Man mano che la frequenza degli ultrasuoni aumenta gradualmente, le goccioline atomizzate diventano più fini. Con l'azione continua delle vibrazioni ultrasoniche si possono ottenere goccioline estremamente fini.
Forme di atomizzazione dei metalli ad ultrasuoni
L'atomizzazione dei metalli ad ultrasuoni è il processo che utilizza vibrazioni ultrasoniche ad alta frequenza per generare sottili goccioline di nebbia dal metallo fuso in una fase gassosa, che poi si solidificano in polvere metallica dopo il raffreddamento.
La prima forma prevede il contatto diretto o indiretto tra il metallo fuso e la testa di atomizzazione ad ultrasuoni. Le onde elettromagnetiche ad alta frequenza generate dal generatore vengono convertite e amplificate dal trasduttore a ultrasuoni e dal modulatore di ampiezza, trasferendo infine le vibrazioni ad alta frequenza al flusso di metallo fuso. Il metallo fuso viene atomizzato sotto le vibrazioni ad alta frequenza degli ultrasuoni.
La seconda forma prevede la concentrazione dell'energia generata dalle vibrazioni ultrasoniche ad alta frequenza in uno spazio ridotto e l'utilizzo diretto degli ultrasuoni per atomizzare il metallo fuso.
La terza forma combina l'atomizzazione ad ultrasuoni con le tradizionali tecniche di atomizzazione per creare una nuova tecnologia di atomizzazione ibrida.
Meccanismo di atomizzazione ad ultrasuoni
Esistono due spiegazioni per il meccanismo dell'atomizzazione ultrasonica: la teoria delle onde di tensione superficiale e la teoria delle onde di microshock. Un punto di vista di compromesso suggerisce che entrambe le teorie svolgono un ruolo nell'atomizzazione ad ultrasuoni.
Teoria delle onde della tensione superficiale
Sotto l'azione delle onde di tensione superficiale, quando l'ampiezza del liquido vibrante raggiunge un certo valore, le goccioline volano fuori dal picco dell'onda e formano una nebbia. Le onde di tensione superficiale generano goccioline ai picchi d'onda e la dimensione delle goccioline è proporzionale alla lunghezza d'onda delle onde di tensione superficiale. Sotto l'influenza delle onde di tensione superficiale, il metallo liquido viene nebulizzato dalla superficie mediante la frequenza ultrasonica e la superficie vibrante delle goccioline. Nell'atomizzazione del gas ad ultrasuoni, il flusso di metallo fuso viene influenzato e frammentato da molteplici impulsi di gas ad alta velocità.
Teoria delle onde di microshock
La teoria delle onde microshock suggerisce che l'atomizzazione degli ultrasuoni è correlata alla cavitazione, che si riferisce alla generazione di un gran numero di bolle quando le vibrazioni ultrasoniche ad alta frequenza agiscono sul metallo fuso. Queste bolle crescono e collassano continuamente. Durante la chiusura delle bolle, la vibrazione che agisce sul liquido si trasforma in lavoro compiuto sulle bolle. Quando le bolle collassano, parte della loro energia viene convertita in calore e radiazione luminosa, mentre l'energia rimanente produce radiazioni di onde microshock. Questa teoria suggerisce che la cavitazione causata dalle vibrazioni ultrasoniche ad alta frequenza sotto la superficie del liquido porta alla fine alla formazione di goccioline.
Introduzione all'attrezzatura
Generatore di ultrasuoni
Il generatore di ultrasuoni converte la corrente alternata da 220 V in oscillazioni elettriche ad alta frequenza per fornire energia elettrica sufficiente all'intera attrezzatura di atomizzazione.
Trasduttore ad ultrasuoni
Il tipo più comune è un trasduttore ceramico piezoelettrico di tipo sandwich. La sua funzione è convertire i segnali di oscillazione elettrica ad alta frequenza in vibrazioni meccaniche, convertendo l'energia elettrica in vibrazioni ad alta frequenza.
Modulatore di ampiezza
Il modulatore di ampiezza degli ultrasuoni, noto anche come concentratore di ultrasuoni, amplifica lo spostamento e la velocità della vibrazione meccanica, concentrando l'energia degli ultrasuoni in un'area più piccola.
Testa di atomizzazione
La testa di atomizzazione ad ultrasuoni è il componente a diretto contatto con il materiale ed è generalmente realizzata in lega. Il punto di fusione del metallo atomizzato è limitato dal materiale della testa di atomizzazione, rendendo questo metodo più adatto alla preparazione di metalli e leghe con punto di fusione medio-basso. Il trasduttore e il modulatore di ampiezza trasmettono vibrazioni ad alta frequenza alla testa di atomizzazione, che agisce sul metallo fuso, trasformando il metallo fuso in particelle fini o polvere.
Processo di atomizzazione
L'atomizzazione dei metalli ad ultrasuoni è il processo che utilizza vibrazioni ultrasoniche ad alta velocità per urtare e atomizzare i flussi di metallo fuso o leghe, producendo infine polvere metallica fine. L'atomizzazione ad ultrasuoni del metallo prevede che il generatore converta la corrente alternata in onde elettromagnetiche ad alta frequenza, che vengono poi convertite in vibrazioni ad alta frequenza dal trasduttore a ultrasuoni. Le vibrazioni amplificate vengono infine trasmesse alla testa utensile (testa di atomizzazione) tramite il modulatore di ampiezza. Quando la testa di atomizzazione ad ultrasuoni agisce sul metallo fuso, il metallo fuso si diffonde in una pellicola liquida sotto le vibrazioni ad alta frequenza. Quando l'ampiezza degli ultrasuoni raggiunge un certo livello, il metallo fuso viene frantumato e le goccioline frammentate volano fuori dalla superficie vibrante, formando una nebbia.
Il processo di atomizzazione dei metalli ad ultrasuoni può essere approssimativamente suddiviso in due fasi: frammentazione e condensazione. La prima fase prevede la scomposizione del metallo o della lega riscaldata e fusa, con la conseguente produzione di goccioline metalliche e l'influenza sulle dimensioni della polvere metallica finale. La seconda fase di condensazione determina la formazione delle particelle metalliche finali, influenzando direttamente la forma della polvere metallica, e comporta principalmente la conduzione del calore.
