ულტრაბგერითი დამუშავება ლითონის დნება
- დენის ულტრაბგერითი ლითონებისა და შენადნობების დანადგარებში ნაჩვენებია სხვადასხვა მომგებიანი ეფექტები, როგორიცაა სტრუქტურა, დეგრადაცია და გაუმჯობესებული ფილტრაცია.
- ულტრაბგერითი ხელს უწყობს თხევადი და ნახევრად მყარი ლითონების დენდრიკულ მდგრადობას.
- Sonication- ს აქვს მნიშვნელოვანი სარგებელი dendritic მარცვლების და პირველადი intermetallic ნაწილაკების microstructural დახვეწაზე.
- გარდა ამისა, ძალა ულტრაბგერითი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მიზანმიმართულად, რათა შეამციროს ლითონის ფოროვანი ან წარმოების meso- ფოროვანი სტრუქტურები.
- ბოლო, მაგრამ არანაკლებ, ძალა ულტრაბგერითი აუმჯობესებს ხარისხის კასტინგს.
ულტრაბგერითი Solidification
ლითონის დნობის გაძლიერების დროს არასამთავრობო დენდრიტული სტრუქტურების ფორმირება გავლენას ახდენს მატერიალური თვისებებით, როგორიცაა ძალა, ductility, მკაცრი და / ან სიმტკიცე.
Ultrasonically შეცვლილი მარცვლეულის nucleation: აკუსტიკური cavitation და მისი ინტენსიური shear ძალების გაზრდის nucleation საიტები და რაოდენობის ბირთვების დნება. დნმ-ის ულტრაბგერითი მკურნალობა (UST) იწვევს ჰეტეროგენულ ნუკლევაციას და დენდრიტების ფრაგმენტაციას, რათა საბოლოო პროდუქტი მნიშვნელოვნად გაცილებით მაღალი მარცვლეულის დახვეწას აჩვენებს.
ულტრაბგერითი cavitation იწვევს კი დამსხვრევა არამადნეული მინარევებისაგან დნება. ეს მინარევები გადაიქცევა ნუკლევაციის საიტებზე, რომლებიც იწყებენ მყარი სიმტკიცის დაწყებას. იმის გამო, რომ ნუკლევაციის წერტილები წინგადადგმული ნაბიჯია, დენდრიტული სტრუქტურების ზრდა არ ხდება.
ულტრაბგერითი მკურნალობის შემდეგ Ti შენადნობის მაკროტროქტურა (Ruirun et al. 2017)
დენდრიტის ფრაგმენტაცია: დენრიტების დნობის წესი ჩვეულებრივ იწყება ადგილობრივ ტემპერატურის ზრდისა და სეგრეგაციის გამო. UST ქმნის ძლიერ კონვექციას (სითხის მასის მოძრაობის სითბოს გადაფარვას) და შოკის ტალღებს დელფინს, ისე, რომ დენდრიტები ფრაგმენტულია. კონვექცია ხელს შეუწყობს უკიდურესი ადგილობრივი ტემპერატურისა და კომპოზიციის ვარიანტების გამო დენდრიტის ფრაგმენტაციას და ხელს უწყობს ხსნარის გავრცელებას. კვატაციის შოკის ტალღები ხელს უწყობენ იმ დნობის ფესვების დაზიანებას.
მეტალის შენადნობების ულტრაბგერითი დეგრადაცია
Degassing კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ეფექტი ძალა ულტრაბგერითი თხევადი და ნახევრად მყარი ლითონები და შენადნობები. აკუსტიკური cavitation ქმნის ალტერნატიულ დაბალი წნევის / მაღალი წნევის ციკლები. დაბალი წნევის ციკლის დროს, პატარა ვაკუუმური ბუშტები ხდება თხევადი ან შებმული. ეს ვაკუუმი ბუშტები მოქმედებს როგორც ბირთვს წყალბადის და ორთქლის ბუშტების ფორმირებისათვის. დიდი წყალბადის ბუშტების ჩამოყალიბების შედეგად გაზის ბუშტები იზრდება. აკუსტიკური ნაკადი და ნაკადი ხელს უწყობს ამ ბუშტების დაფარვას ზედაპირზე და დნობისგან, ისე, რომ გაზის ამოღება და გაზის კონცენტრაცია შემცირდება.
ულტრაბგერითი დეგუსტაცია ამცირებს ლითონის ფოროვანობას საბოლოო ლითონის / შენადნობის პროდუქტში უფრო მაღალი მასალის სიმკვრივის მიღწევაში.
ალუმინის შენადნობების ულტრაბგერითი დეგრაზაცია ამაღლებს საბოლოო ძალას და მასალის დუღილს. სამრეწველო დენის ულტრაბგერითი სისტემები ეფექტურობისა და გადამუშავების დროს სხვა კომერციული დეგუსტაციის მეთოდებს შორის საუკეთესოდ ითვლება. უფრო მეტიც, პროცესის mold შევსების გაუმჯობესდა გამო დაბალი სიბლანტის დნება.
Ti44Al6Nb1Cr2V კომპრესიული თვისებები სხვადასხვა sonication ჯერ.
დოქტორი ანდრივა აჩვენებს ულტრაბგერითი სტრუქტურის პროცედურას
გამოყენებით UIP1000hd ულტრაბგერითი (20 kHz, 1000W). სურათი ჩ. უაილლერი
ფილტრაციის დროს Sonocapillary ეფექტი
ულტრაბგერითი კაპილარული ეფექტი (UCE) თხევადი ლითონებში არის მართვის ეფექტი ამოიღონ ოქსიდის ჩანართების დროს ულტრაბგერითი დახმარებით ფილტრაცია დნება. (Eskin et al. 2014: 120ff.)
ფილტრაცია გამოიყენება დნობისგან არასასოფლო მინარევების ამოსაღებად. ფილტრაციის დროს მელნი გადის სხვადასხვა ნიმუშებით (მაგ. მინის ბოჭკოვანი) არასასურველი ჩათვლით. პატარა mesh ზომა, უკეთესი არის ფილტრაციის შედეგი.
საერთო პირობებში, დნება ვერ გაივლის ორი ფენიანი ფილტრის ძალიან ვიწრო ფორმის ზომა 0,4-0,4 მმ. თუმცა, ultrasonically- დახმარებით ფილტრაციის ქვეშ დნება საშუალებას მისცემს გაიაროს mesh pores გამო sonocapillary ეფექტი. ამ შემთხვევაში ფილტრაციული კაპილარები ინარჩუნებენ თუნდაც მინიმუმ 10 მმ-იანი მინარევებისაგან. დისკებიდან გაძლიერებული სიწმინდის გამო, წყალბადის ფორმების ოქსიდების ფორმირება თავიდან აცილებულია, რათა გაიზარდოს შენადნობის დაღლილობის სიძლიერე.
ესკინი და სხვები. (2014: 120ff.) აჩვენა, რომ ულტრაბგერითი ფილტრაცია იძლევა ალუმინის შენადნობების AA2024, AA7055 და AA7075 გაწმენდის მრავალ ფენიანი მინის ბოჭკოს ფილტრების გამოყენებით (9 ფენაზე) 0.6×06mm mesh pores. როდესაც ულტრაბგერითი ფილტრაციის პროცესი შერეული ერთად inoculants ერთად, ერთდროულად მარცვლეულის დახვეწა მიიღწევა.
ულტრაბგერითი გაძლიერება
Ultrasonication დადასტურდება, რომ ძალიან ეფექტურია ნანო ნაწილაკების გაყოფისას ერთდროულად slurries. აქედან გამომდინარე, ულტრაბგერითი დისპერერები ყველაზე გავრცელებული აღჭურვილობაა ნანო-რკინა კომპოზიტების წარმოებისათვის.
ნანო ნაწილაკები (მაგ. ალ2ო3/ SiC, CNTs) გამოიყენება, როგორც მტკიცების მასალა. ნანო ნაწილაკები ემატება molten დისკები და დაარბია ultrasonically. აკუსტიკური cavitation და ნაკადი აუმჯობესებს ნაწილაკების deagglomeration და wettability, რის შედეგადაც გაუმჯობესდა tensile ძალა, სარგებელი ძალა, და elongation.
ულტრაბგერითი მოწყობილობა მძიმე Duty პროგრამები
მეტალურგიაში ძალაუფლების ულტრაბგერითი გამოყენებისათვის აუცილებელია ძლიერი, საიმედო ულტრაბგერითი სისტემები, რომლებიც შეიძლება დამონტაჟდეს მოთხოვნილ გარემოში. Hielscher Ultrasonics აწვდის სამრეწველო კლასის ულტრაბგერითი მოწყობილობების დანადგარები მძიმე მორიგე განცხადებები და უხეში გარემოში. ყველა ჩვენი ultrasonicators შენდება 24/7 ოპერაცია. Hielscher- ის მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი სისტემები იწყება სისუსტეებით, საიმედოობით და ზუსტი კონტროლირებით.
პროცესების მოთხოვნა – როგორიცაა ლითონის დნობის დამუშავება – მოითხოვს ინტენსიური sonication შესაძლებლობებს. Hielscher Ultrasonics’ სამრეწველო ულტრაბგერითი პროცესორების ძალიან მაღალი amplitudes. 200 მიკროგრამის გაფართოება ადვილად იმოქმედებს 24/7 ოპერაციაში. კიდევ უფრო მაღალი ამპლიტუდისთვის, მორგებული ულტრაბგერითი sonotrodes ხელმისაწვდომია.
ძალიან მაღალი თხევადი და დნობის ტემპერატურის გამოსაყენებლად, Hielscher გთავაზობთ სხვადასხვა სინოტოდებს და მორგებული აქსესუარებს ოპტიმალური გადამუშავების შედეგების უზრუნველსაყოფად.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გაძლევთ ჩვენს ულტრასონისტების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| Batch მოცულობა | დინების სიჩქარე | რეკომენდირებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 10 დან 2000 მლ | 20 დან 400 მლ / წთ | Uf200 ः t, UP400St |
| 01-დან 20 ლ-მდე | 02-დან 4 ლ / წთ | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ | 2-დან 10 ლ / წთ | UIP4000 |
| na | 10-დან 100 ლ / წთ | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
დაგვიკავშირდით! / გვკითხე ჩვენ!
ლიტერატურა / ლიტერატურა
- ესკინი, გეორგი ი .; Eskin, Dmitry G. (2014): ულტრაბგერითი მკურნალობის მსუბუქი ალუმინის დნება. CRC Press, ტექნიკა & საინჟინრო 2014.
- ჯია, ს. Xuan, Y .; ნასტაკი, ლ .; Allison, PG; ჩქარობენ, TW: (2016): ულტრაბგერითი დამუშავებით დამზადებულია 6061 ალუმინის შენადნობის ნანოკოპოზიტი კასტინგის მიკროორგანიზაცია, მექანიკური თვისებები და მოტეხილობის ქცევა. საერთაშორისო ჟურნალი "როლებში". 29, გამოცემა 5: TMS 2015 წლიური შეხვედრა და გამოფენა 2016. 286-289.
- Ruirun, C. et al. (2017): ულტრაბგერითი ვიბრაციის ეფექტები მიკროორგანიზმსა და მაღალი შენადნობის TiAl- ის მექანიკური თვისებების შესახებ. მეცნიერება. რეპ 7, 2017
- სკორაბი, ევი; ანდრივა, DV (2013): ბიო-ინსპირირებული ულტრაბგერითი სინთეზური ღრუბლების მშენებლობას ეხმარება. ჯ. მატერი. ქიმიკატი A, 2013,1. 7547-7557.
- თზანაკისი, I .; Xu, WW; ესკინი, დ.გ; ლი, PD; კოწოინოსი, ნ. (2015): ადგილზე დაკვირვება და ანალიზი ულტრაბგერითი კაპილარული ეფექტი molten ალუმინის. ულტრაბგერითი Sonochemistry 27, 2015. 72-80.
- ვუ, WW:; თზანაკისი, I .; სირრანგი, პ .; მარიხანაგი, ვუ; ესკინი, დ.გ; Bodey, AJ; ლი, PD (2015): სინქროტრონი Ultrasound Cavitation და Bubble დინამიკის Quantification Al-10Cu დნება.
ფაქტები Worth Knowing
ულტრაბგერითი და გამათბობელი
როდესაც მაღალი ინტენსიური ულტრაბგერითი ტალღების ერთად ხდება სითხეებში ან slurries, ფენომენი cavitation ხდება.
მაღალი სიმძლავრის, დაბალი სიხშირის ულტრაბგერითი იწვევს ორგანიზმში სითხისა და ცირკულაციებში კვატაციის ბუშტების ჩამოყალიბებას. ინტენსიური ულტრაბგერითი ტალღები წარმოქმნის თხრილში დაბალ წნევის / მაღალი წნევის ციკლის ალტერნატივას. ეს სწრაფი ცვლილებები ზეწოლის გენერირება voids, ე.წ. cavitation bubbles. Ultrasonically გამოწვეული cavitation ბუშტები შეიძლება ჩაითვალოს, როგორც ქიმიური microreactors უზრუნველყოფს მაღალი ტემპერატურის და ზეწოლის მიკროსკოპული მასშტაბით, სადაც ფორმირების აქტიური სახეობები, როგორიცაა თავისუფალი რადიკალების ეხლა გახსნილი მოლეკულების მოხდეს. მატერიალური ქიმიის კონტექსტში ულტრაბგერითი cavitation აქვს უნიკალური პოტენციალი ადგილობრივად კატალიზირებული მაღალი ტემპერატურა (5000 K) და მაღალი წნევა (500 სმ) რეაქციები, ხოლო სისტემა მაკროსკოპულად რჩება ოთახის ტემპერატურისა და ატმოსფერული ზეწოლის ქვეშ. (სფ. სკორბი, ანდრევა 2013)
ულტრაბგერითი მკურნალობა (UST) ძირითადად ეფუძნება cavitational ეფექტი. მეტალურგიისთვის, UST არის უაღრესად ხელსაყრელი ტექნიკა, რათა გააუმჯობესოს ლითონებისა და შენადნობების ჩამოსხმა.