声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。超声波是指振动频率大于20000Hz以上的,其每秒的振动次数(频率)甚高,超出了人耳听觉的一般上限(20000Hz),人们将这种听不见的声波叫做超声波。由于其频率高,因而具有许多特点:首先是功率大,其能量比一般声波大得多,因而可以用来切削、焊接、钻孔等。再者由于它频率高,波长短,衍射不严重,具有良好的定向性,工业与医学上常用超声波进行超声探测。超声和可闻声本质上是一致的,它们的共同点都是一种机械振动模式,通常以纵波的方式在弹性介质内会传播,是一种能量的传播形式,其不同点是超声波频率高,波长短,在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性,1兆Hz=10^6Hz,即每秒振动100万次,可闻波的频率在16-20000HZ 之间)。通过超声波处理,可以将材料表面的污垢和杂质去除干净。天津耐用超声波处理工具头
工业自动化控制
利用声波反射、衍射、多普勒效应,制造超声波物位计、超声波液位计、超声波流量计等。
超声波提取生物纳米(超声波化学合成法)
超声波化学反应中,起关键作用的是声波的空化效应,在超声波的辐照过程中,在液体里将发生空化气泡的形成,长大和崩灭,当空化气泡崩灭时产生一个覆盖着的强压力脉冲,产生许多独特的性质,例如产生高达5000K的高温,大于200Mpa的压力,以及高达1010K/p的降温速度,这就是超声波化学合成的能量来源,Kcap,Okitso等将0.5um的oAl1/O3粉末加入到PdLN.2N3Cl.3H20溶液中,再加入一种对Pd2,还原起促进作用的规类,然后用20Khz的超声波辐照,在Al2O2表面合成出10nm左右的Pd纳米粒子。 上海耐用超声波处理供应商超声波处理可以用于材料的检测和分析,如厚度测量、缺陷检测等。
塑料焊接
1.熔接法:超声波振动随焊头将超声波传导至焊件,由于两焊件处声阻大,因此产生局部高温,使焊件交界面熔化。在一定压力下,使两焊件达到美观、快速、坚固的熔接效果。
2.埋植(插)法:螺母或其它金属欲插入塑料工件。首先将超声波传至金属,经高速振动,使金属物直接埋入成型塑胶内,同时将塑胶熔化,其固化后完成埋插。
3.铆接法:欲将金属和塑料或两块性质不同的塑料接合起来,可利用超声波铆接法,使焊件不易脆化、美观、坚固。
4.点焊法:利用小型焊头将两件大型塑料制品分点焊接,或整排齿状的焊头直接压于两件塑料工件上,从而达到点焊的效果。
5.成型法:利用超声波将塑料工件瞬间熔化成型,当塑料凝固时可使金属或其它材质的塑料牢固。
6.切除法:利用焊头及底座的特别设计方式,当塑料工件刚射出时,直接压于塑料的枝干上,通过超声波传导达到切除的效果。
在工业上,利用强超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工。平时我们用锤子和钢钎可以一下一下地将坚硬的岩石打出洞来,超声加工也是这个道理。如图1所示,紧压在工件上的金属杆叫变幅杆,当绕在它上面的线圈中通过交变电流时,它便产生超声振动而不断地敲击工件。变幅杆下端与工件之间放有金刚砂一类的**度磨料。在杆的冲击下,磨料的颗粒就像被锤子敲击的钢钎一样錾削着工件。虽然变幅杆的伸缩量很小(只有几十微米),每次的加工量很小,但由于超声源的频率很高,每秒钟振动在20000次以上,所以工件被“蚕食”的速度是很快的。变幅杆底端的形状是什么样,加工出的工件形状也是什么样。所以,利用超声可以加工出形状复杂的零件,而且加工的精度和光洁度也都很高。超声波处理可以用于材料的杀菌消毒,确保产品的卫生安全。
在反应体系中加入媒介气体对反应的进程也有不同程度的影响。研究人员在用超声波分解二硫化碳时发现,在不同的气体媒介中,其反应的速率为He>空气>N2O>Ar。其在He的反应体系中的速率是在Ar中的3倍。气体的影响因素主要是体现在对声化气泡间撞击上。气体的许多性质都可以影响声化反应,如比热容、热导率和溶解性。比热容影响反应的效果表现在高比热容的单原子比低热容的多原子能产生更高的温度和压力。而低热导率的气体降低了气体撞击热能的传递,从而降低了撞击的温度。气体的溶解度也是一个影响的因素。气体的溶解度越大,它就越可能扩散到气穴中。这些溶解的气体为气穴的形成提供**。当然还有一些其它的因素如时间、水中干扰物质、催化剂(TiO2)等。许多研究表明,无论哪种因素的影响,超声波反应器的经济性不能忽视。超声波在包装制造行业中可用于食品包装材料的封口、贴标等工艺。湖北耐用超声波处理设备
超声波在钟表制造业中可用于机芯零件的加工、组装等过程。天津耐用超声波处理工具头
当然,仍然有一些参数还不是很清楚。研究人员提出决定化合物进入气泡的性质不是其蒸汽压而是其疏水性。因此,亲水的化合物如苯酚和氯酚可能会在溶液中或者界面处受到羟基的攻击。其它的一些疏水性化合物如四氯化碳、苯和氯苯可能主要是在气泡中热解。但是,其它的情况也有可能影响降解的位置,也有些情况是一些机理的互相竞争。总之,疏水性化合物和挥发性化合物易于被超声波降解,而不挥发和亲水性化合物超声波是难以降解的。另一种反应的机理是等离子化学。这与超声波发光与光致发光之间的关系和光化学与声化学之间的关系相似。这种等离子的效应是由于对超声波能量的吸收,从而在气泡中形成为等离子体。以上提到的假设可以归结为超临界水的声化学反应。事实上许多的研究人员都发现,在气泡和溶液的界面层存在着超过临界条件的高温高压(647K、22.1MPa),这使得媒介有流体的物理性质。这些条件可通过改变溶质的溶解度和分散度来改善反应。但是,超临界水的界面自由基只有几毫秒的寿命和几毫米的范围。天津耐用超声波处理工具头