Hielscher Ultra ääni tekniikka

Ultraäänipuhdistus metalliseoksista

  • Teho-ultraääni sulassa metallissa ja seoksissa osoittaa erilaisia ​​edullisia vaikutuksia, kuten strukturointi, kaasunpoisto ja parantunut suodatus.
  • Ultraääni edistää epäditiivistä jähmettymistä nestemäisissä ja puolikiinteisissä metalleissa.
  • Sonikaatiolla on merkittäviä etuja dendriittisten jyvien ja primaaristen metallien välisten hiukkasten mikrorakenteeseen.
  • Lisäksi teho-ultraääntä voidaan käyttää tarkoituksenmukaisesti metallin huokoisuuden pienentämiseen tai mesohuokoisten rakenteiden tuottamiseksi.
  • Viimeisenä mutta ei vähäisimpänä, teho-ultraäänellä parannetaan valukappaleiden laatua.

 

Ultraäänipuhdistus

Muiden kuin dendriittisten rakenteiden muodostuminen metallien sulattamisen aikana vaikuttaa materiaalin ominaisuuksiin, kuten vahvuus, sitkeys, sitkeys ja / tai kovuus.
Ultrasonically changed grain nucleation: Akustinen kavitaatio ja sen voimakkaat leikkausvoimat lisäävät sulamispisteitä ja ydinmäärää sulassa. Sulatteiden ultraäänikäsittely (UST) johtaa heterogeeniseen nukleaatioon ja dendriittien fragmentoitumiseen niin, että lopullisessa tuotteessa on huomattavasti viljan hienous.
Ultrasonic kavitaatio aiheuttaa epä- metallisten epäpuhtauksien tasaisen kostuttamisen sulassa. Nämä epäpuhtaudet muuttuvat ydintymispaikoiksi, jotka ovat jähmettymisen lähtökohdat. Koska nämä ydintämispisteet ovat ennen jähmettymistä eteenpäin, dendriittisten rakenteiden kasvua ei tapahdu.

Metallien sulatuksen ultraäänitekninen käsittely parantaa viljarakennetta.

Ti-metalliseoksen makrostruktuuri ultraäänikäsittelyn jälkeen (Ruirun et ai., 2017)

Dendriitin pirstoutuminen: Dendriittien sulaminen alkaa tavallisesti juuresta johtuen paikallisesta lämpötilan noususta ja erottelusta. UST tuottaa voimakasta konvektiota (lämmönsiirto nestemäisen liikkeen avulla) ja sokki-aaltoja sulassa niin, että dendriitit ovat hajanaisia. Konvektio voi edistää dendriitin hajoamista johtuen äärimmäisistä paikallisista lämpötiloista sekä koostumuksen vaihteluista ja edistää liuenneen liuoksen diffuusiota. Kavitaatio-iskujen aallot auttavat näiden sulatusjuurten rikkoutumista.

Metalliseosten ultraäänipoistuminen

Kaasunpoisto on toinen tärkeä teho ultraäänitekniikka nestemäisille ja puolikiinteille metalleille ja seoksille. Akustinen kavitaatio luo vuorottelevat matalapaine / korkeapaineiset syklit. Alhaisissa paineissa sykleissä nesteen tai lietteen pieniä tyhjiökuplia esiintyy. Nämä alipainekuplat toimivat ytimina vety- ja höyrykuplien muodostumiselle. Suurien vetykuplien muodostumisen ansiosta kaasukuplat nousevat. Akustinen virtaus ja virtaus auttavat näiden kuplien kellumista pinnalle ja sulasta, niin että kaasu voidaan poistaa ja sulaa kaasupitoisuus pienenee.
Ultrasonic-kaasunpoisto vähentää metallin huokoisuutta saavuttaen siten suuremman materiaalin tiheyden lopullisessa metalliseosteessa.
Alumiiniseosten ultraäänellä tapahtuva kaasunpoisto nostaa lopullista materiaalin vetolujuutta ja sitkeyttä. Teollisuustehon ultraäänijärjestelmät ovat parhaita muun muassa kaupallisista kaasunpoistomenetelmistä tehokkuuden ja käsittelyajan suhteen. Lisäksi muotin täyttämisen prosessi paranee sulan alhaisemman viskositeetin vuoksi.

Ti-seoksen ultraäänitarkennus (Klikkaa suuremmaksi!)

Ti44Al6Nb1Cr2V: n puristusominaisuudet erilaisissa sonnointikausissa.

UIP1000hd on tehokas ultraäänilaite, joka käytetään materiaalien suunnittelu, nano- rakenteen ja hiukkasten muutos. (Klikkaa suurentaaksesi!)

Tohtori D. Andreeva osoittaa ultraäänitutkimuksen menetelmää
käyttämällä Uip1000hd ultraäänilaitteessa (20 kHz, 1000W). Kuva: Ch. Wissler

Informaatio pyyntö




Huomaa, että Tietosuojakäytäntö.


Ultraäänitärinän vaikutus

Sonokapillaarinen vaikutus suodatuksen aikana

Nestemäisten metallien ultraäänikapillaarinen vaikutus (UCE) on ajettava vaikutus oksidien sulkeutumisen poistamiseksi ultraviolettivälitteisen sulan suodatuksen aikana. (Eskin et ai., 2014: 120 um.)
Suodatusta käytetään epä- metallisten epäpuhtauksien poistamiseksi sulasta. Suodatuksen aikana sula kulkee eri silmukoiden (esim. Lasikuitu) erottamaan ei-toivotut sulkeumat. Mitä pienempi silmäkoko on, sitä parempi suodatustulos.
Yleisissä olosuhteissa sula ei voi kulkea kaksikerroksisella suodattimella, jolla on hyvin kapea huokoskoko 0,4-0,4 mm. Kuitenkin ultrasonisesti avustamalla suodatuksella sulatus kykenee kulkemaan silmän huokoset johtuen sonokapillaarisesta vaikutuksesta. Tällöin suodattimen kapillaareissa säilyy jopa 1 - 10 μm: n ei-metallisia epäpuhtauksia. Lejeerin parantuneen puhtauden vuoksi oksidien vetyhuokosten muodostuminen vältetään siten, että seoksen väsymislujuus lisääntyy.
Eskin et ai. (2014: 120ff.) On osoittanut, että ultraäänisuodatuksella voidaan puhdistaa alumiiniseokset AA2024, AA7055 ja AA7075 käyttäen monikerroksisia lasikuitusuodattimia (korkeintaan 9 kerrosta) 0,6×0.6mm verkkohuokoset. Kun ultraäänisuodatusprosessi yhdistetään inokuloivien aineiden lisäämiseen, saavutetaan samanaikainen viljan hienosäätö.

Ultraäänivahvistus

Ultrasonication on osoittautunut erittäin tehokkaaksi nano-hiukkasten dispergoimiseksi tasaisesti lietteihin. Siksi ultraäänidispersorit ovat yleisimpiä laitteita tuottamaan nano-vahvistettuja komposiitteja.
Nano-hiukkaset (esim. Al2O3/ SiC, CNT) käytetään vahvistusmateriaalina. Nano-hiukkaset lisätään sulaan metalliseokseen ja dispergoidaan ultraäänellä. Akustinen kavitaatio ja virtaus parantavat hiukkasten purkamista ja kostuvuutta, mikä johtaa parantuneeseen vetolujuuteen, lujuuteen ja venymään.

Ultraäänilaite UIP2000hdT (2kW) Cascatrode

Informaatio pyyntö




Huomaa, että Tietosuojakäytäntö.


Ultraäänilaitteet raskaille käyttötarkoituksille

Teho-ultraäänen soveltaminen metallurgiaan vaatii luotettavia ja luotettavia ultraäänijärjestelmiä, jotka voidaan asentaa vaativiin ympäristöihin. Hielscher Ultrasonics toimittaa teollisuuslaadusta ultraäänilaitteita raskaaseen käyttöön ja karkeisiin ympäristöihin. Kaikki ultraääni soittimet on rakennettu 24/7. Hielscherin suuritehoiset ultraäänijärjestelmät on yhdistetty kestävyyteen, luotettavuuteen ja tarkkaan hallittavuuteen.
Vaativat prosessit – kuten metallien sulattamisen – vaativat voimakasta sonikointia. Hielscher Ultrasonics’ teolliset ultraääniprosessorit tuottavat erittäin suuria amplitudeja. 200 μm: n suuruisia amplitudeja voidaan helposti ajaa jatkuvasti 24/7. Jopa entistä suurempia amplitudeita varten on saatavilla räätälöityjä ultraäänitutkimuksia.
Hyvin korkeiden nestemäisten ja sulavien lämpötilojen sonikoimiseksi Hielscher tarjoaa erilaisia ​​sonotrodeja ja räätälöityjä lisävarusteita optimaalisen käsittelyn tulosten varmistamiseksi.
Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

erätilavuus Virtausnopeus Suositeltavat laitteet
10 - 2000 ml 20 - 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 - 20L 0.2 - 4 l / min UIP2000hdT
10 - 100 litraa 2 - 10 l / min UIP4000
n.a 10 - 100 l / min UIP16000
n.a suuremmat klusterin UIP16000

Ota meihin yhteyttä! / Kysy meiltä!

Kysy lisä tietoja

Käytä alla olevaa lomaketta, jos haluat lisätietoja ylimääräisestä homogenoinnista. Olemme iloisia voidessamme tarjota sinulle ultrasonic-järjestelmän, joka vastaa tarpeitasi.









Huomaathan, että Tietosuojakäytäntö.


Kirjallisuus / Viitteet

  • Eskin, Georgy I .; Eskin, Dmitry G. (2014): Kevyen seoksen sulatteiden ultraäänihoito. CRC Press, tekniikka & Insinööri 2014.
  • Jia, S .; Xuan, Y .; Nastac, L .; Allison, PG; Rushing, TW: (2016): 6061-alumiiniseosperusteisten nanokomposiittivalujen mikrostruktuuri, mekaaniset ominaisuudet ja murtumiskäyttäytyminen, jotka on valmistettu ultraäänikäsittelyllä. International Journal of Cast Metals Research, voi. 29, Iss. 5: TMS 2015 vuosikokous ja näyttely 2016. 286-289.
  • Ruirun, C. et ai. (2017): Ultraäänivärähtelyn vaikutukset korkean seostuksen TiAl-mikrorakenteeseen ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Sei. Rep 7, 2017.
  • Skorb, EV; Andreeva, DV (2013): Biologinen innoittamana synteettisten sienien ultraäänitutkimus. J. Mater. Chem. A, 2013,1. 7547-7557.
  • Tzanakis, I .; Xu, WW; Eskin, DG; Lee, PD; Kotsovinos, N. (2015): In situ-havainnointi ja analysointi ultraäänikapillaarisesta vaikutuksesta sulassa alumiinissa. Ultraääni Sonochemistry 27, 2015. 72-80.
  • Wu, WW :; Tzanakis, I .; Srirangam, P .; Mirihanage, WU; Eskin, DG; Bodey, AJ; Lee, PD (2015): Synkrotronin kvantifiointi ultraäänikavitaatiossa ja kuplatunnistuksessa Al-10Cu-murtumissa.


Tosiasiat, jotka kannattaa tietää

Teho ultraääni ja kavitaatio

Kun voimakkaat ultraääni-aallot kytketään nesteiksi tai lietteiksi, ilmiö kavitaatio tapahtuu.
Suuritehoinen, pienitaajuinen ultraääni aiheuttaa kavitaatiokuplien muodostumista nesteissä ja lietteissä hallitulla tavalla. Intensiiviset ultraääni-aallot tuottavat vaihtelevia alhaisen paineen / korkeapaineisen syklejä nesteessä. Nämä nopeat paineen muutokset aiheuttavat tyhjiä ns. Kavitaatiokuplia. Ultrasonisesti indusoituja kavitaatiokuplia voidaan pitää kemiallisina mikroreaktoreina, jotka tarjoavat korkeita lämpötiloja ja paineita mikroskooppisella asteikolla, jolloin esiintyy aktiivisten lajien, kuten vapaiden radikaalien muodostumista liuenneista molekyyleistä. Materiaalikemian yhteydessä ultraäänikavitaatiolla on ainutlaatuinen mahdollisuus paikallisesti katalysoimaan korkean lämpötilan (enintään 5000 K) ja korkeapaineisen (500 mt) reaktioita, kun taas järjestelmä pysyy makroskooppisesti huoneenlämpötilan ja ympäristön paineen lähellä. (ks. Skorb, Andreeva 2013)
Ultraäänikäsittely (UST) perustuu pääasiassa kavitaatiovaikutuksiin. Metallurgian alalla UST on erittäin edullinen tekniikka metallien ja seosten valun parantamiseksi.