技術(shù)文章
Technical articles超聲波能量作用于介質(zhì),會(huì)引起質(zhì)點(diǎn)高速細(xì)微的振動(dòng),產(chǎn)生速度、加速度、聲壓、聲強(qiáng)等力學(xué)量的變化,從而引起機(jī)械效應(yīng)。超聲波是機(jī)械能量的傳播形式,與波動(dòng)過程有關(guān),會(huì)產(chǎn)生線性效變的振動(dòng)作用。超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí),質(zhì)點(diǎn)位移振幅雖然很小,但超聲引起的質(zhì)點(diǎn)加速度卻非常大。若20kHz、1W/cm2的超聲波在水中傳播,則其產(chǎn)生的聲壓幅值為173kPa,這意味著聲壓幅值每鐘內(nèi)要在正負(fù)173kPa之間變化2萬次,質(zhì)點(diǎn)的加速度達(dá)1440km/s2,大約為重力加速度的1500倍,這樣激烈而快速變化的機(jī)...
超聲波設(shè)備可以有效的對(duì)液體進(jìn)行脫氣和消泡處理。在這種情況下,超聲波從液體中去除小的懸浮氣泡,并將溶解氣體的水平降低到自然平衡水平以下。液體的脫氣和消泡有許多用途,例如:樣品制備粒度測(cè)量,避免測(cè)量誤差。泵送油和潤(rùn)滑油脫氣,減少由于空化引起的泵磨損。對(duì)液體食品(如果汁、醬油或葡萄酒)進(jìn)行脫氣,以減少微生物生長(zhǎng)并延長(zhǎng)保質(zhì)期。當(dāng)超聲波處理液體時(shí),從輻射表面?zhèn)鞑サ揭后w介質(zhì)的聲波會(huì)產(chǎn)生高壓(壓縮)和低壓(稀?。┙惶嫜h(huán),其速率取決于頻率。在低壓循環(huán)期間,高強(qiáng)度的超聲波會(huì)在液體中產(chǎn)生小的真...
超聲振動(dòng)切削,是使以20-50KHz的頻率、沿切削方向高速振動(dòng)的一種特種切削技術(shù)。2.工作原理超聲振動(dòng)切削從微觀上看是一種脈沖切削。在一個(gè)振動(dòng)周期中,的有效切削時(shí)間很短,大于80%時(shí)間的里與工件、切屑分離。與工件、切屑斷續(xù)接觸,這就使得所受到的摩擦變小,所產(chǎn)生的熱量大大減少,切削力顯著下降,避免了普通切削時(shí)的“讓刀”現(xiàn)象,并且不產(chǎn)生積屑瘤。利用這種振動(dòng)切削,在普通機(jī)床上就可以進(jìn)行精密加工,圓度、圓柱度、平面度、平行度、直線度等形位公差主要取決于機(jī)床主軸及導(dǎo)軌精度,zui高可達(dá)...
超聲波分散的一個(gè)重要應(yīng)用是將液體中的固體可以進(jìn)行分散和解聚。超聲波分散是以超聲空化為基礎(chǔ)的,主要用于減少液體中的小顆粒,以提高液體的均勻性和穩(wěn)定性,是降低軟硬顆粒有效的方法。超聲波分散可以很容易從實(shí)驗(yàn)室設(shè)備擴(kuò)展到工業(yè)生產(chǎn),在工業(yè)生產(chǎn)超聲波分散的過程和效果與實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果一樣。傳統(tǒng)的分散技術(shù)將粉末混合到液體中制備各種產(chǎn)品(如油漆,油墨,洗發(fā)劑,飲料或拋光介質(zhì))的常見方法。單個(gè)粒子通過各種物理和化學(xué)性質(zhì)的吸引力結(jié)合在一起(包括范德華力和液體表面張力),對(duì)于較高粘度的液體如聚合物或...
聲化學(xué)是超聲波在化學(xué)反應(yīng)和過程中的應(yīng)用,在液體中引起聲化學(xué)作用的機(jī)理是聲學(xué)現(xiàn)象空化。杭超超聲波實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)設(shè)備用于廣泛的聲化學(xué)過程。聲化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)和過程中可以觀察到以下聲化學(xué)效應(yīng):提高反應(yīng)速度增加反應(yīng)輸出更有效的能源使用相轉(zhuǎn)移催化劑的性能改進(jìn)避免相轉(zhuǎn)移催化劑活化金屬和固體增加試劑或催化劑的反應(yīng)性改進(jìn)粒子合成納米粒子涂層聲化學(xué)轉(zhuǎn)換反應(yīng)途徑液體中的超聲空化空化即“液體中氣泡的形成,生長(zhǎng)和爆炸性崩潰”,空化塌陷產(chǎn)生強(qiáng)烈的局部加熱(約5000K),高壓力(約1000atm),和...
超聲波振動(dòng)能產(chǎn)生非常薄的液滴。在超聲噴涂過程中,可以準(zhǔn)確地控制液滴尺寸和分布,從而可以使非常小的液滴顆粒蒸發(fā)。從而產(chǎn)生了具有高比表面積的顆粒。超聲波噴涂和霧化是一種成功的技術(shù),例如在基材上涂覆上高性能和高質(zhì)量的輕薄涂層。由于對(duì)超聲波霧化的所有工藝參數(shù)的準(zhǔn)確控制,可以避免過度噴涂,實(shí)現(xiàn)了霧滴的準(zhǔn)確分布。另一個(gè)非常有潛力的應(yīng)用是超聲波噴霧干燥或冷凍。超聲波噴涂技術(shù)廣泛的應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域。超聲波霧化噴涂最常見領(lǐng)域是薄膜涂層和顆粒的噴霧干燥或冷凍。超聲波噴涂是一項(xiàng)經(jīng)過工業(yè)驗(yàn)證的技術(shù)...
超聲波是用于濕式研磨和微粒研磨的一種有效手段。除了分散和解聚,微粒研磨也是超聲波的一個(gè)重要應(yīng)用。特別是對(duì)于超細(xì)尺寸的漿料制備,超聲波研磨具有許多優(yōu)點(diǎn),相比于常規(guī)的破碎設(shè)備,例如膠體磨(球磨機(jī)、珠磨機(jī)),圓盤磨、噴射磨機(jī)、轉(zhuǎn)子-定子混合器或高壓均質(zhì)機(jī)。超聲波可以處理高濃度和高粘度的漿料,因此可以較少后期處理設(shè)備的體積。超聲波微粒研磨特別適用于加工微米級(jí)尺寸和納米級(jí)尺寸大小的材料,如陶瓷、氧化鋁、硫酸鋇、碳酸鈣、金屬氧化物。下圖顯示的顯微圖像的濕磨三水合氧化鋁(從150微米到10...
通過超聲波分解細(xì)胞結(jié)構(gòu)(裂解)用于提取滅活微生物細(xì)胞內(nèi)的化合物。當(dāng)以高強(qiáng)度超聲處理液體時(shí),傳播到液體介質(zhì)中的聲波會(huì)產(chǎn)生交替的高壓(壓縮)和低壓(稀疏)循環(huán),其速率取決于頻率。在低壓循環(huán)期間,高強(qiáng)度的超聲波會(huì)在液體中產(chǎn)生小的真空氣泡或空隙。當(dāng)氣泡達(dá)到不能再吸收能量的體積時(shí),它們?cè)诟邏貉h(huán)中劇烈地坍塌,這種現(xiàn)象稱為空化。在爆炸期間,局部將達(dá)到非常高的溫度(約5,000K)和壓力(約2,000atm)??栈瘹馀莸谋罎⒁矊?dǎo)致液體射流高達(dá)280m/s的速度,所產(chǎn)生的剪切力機(jī)械地破壞細(xì)胞...