超聲波金屬霧化製粉的工作原理及設備

超聲波金屬霧化製粉的工作原理及設備超聲波金屬霧化製粉的工作原理及設備

超聲波霧化技術是一種高效低耗製備微細金屬粉末方法，所製備粉末的球形度好，粒度可控，粒度範圍窄，在金屬製粉行業(ye) 中具有良好的發展前景。超聲波金屬製粉屬於(yu) 超聲波霧化技術的應用之一，其原理與(yu) 超聲霧化相同。

超聲波金屬製粉是使熔融金屬（液體(ti) ）在氣相中形成微細霧滴的過程，在與(yu) 熔融金屬接粗表麵產(chan) 生高頻的超聲波振動，由振幅所構成的振峰把液滴從(cong) 表麵分離並破碎。伴隨超聲波的頻率逐漸增加，也會(hui) 使得產(chan) 生的霧化液滴越來越細，在超聲波的振動頻率不斷作用下，最終可獲得細微的液滴。

超聲金屬製粉的形式

超聲金屬霧化是通過超聲波產(chan) 生的高頻振動使熔融金屬的在氣相中形成微小的霧滴，冷卻後凝固成金屬粉末的過程。

第一種是金屬液直接或間接地與(yu) 超聲波霧化頭這一組件接觸。發生器生成的高頻電磁經過超聲換能器轉化和變幅杆放大，最終將高頻振動傳(chuan) 遞給金屬液流。熔融金屬在超聲波的高頻振動下會(hui) 被霧化。

第二種是將超聲波高頻振動所產(chan) 生的能量聚集在狹小的空間內(nei) ，直接利用超聲波對金屬液霧化。

第三種是將超聲霧化與(yu) 傳(chuan) 統的霧化技術結合，從(cong) 而產(chan) 生一種新的複合霧化技術。

超聲波霧化機製

超聲波霧化機製有表麵張力波理論與(yu) 微激波理論兩(liang) 種解釋。折中的觀點認為(wei) 這兩(liang) 個(ge) 理論共同在超聲波霧化中發揮作用。

表麵張力波理論

在張力波的作用下，當液體(ti) 振動麵的振幅達到一定值時，液滴即從(cong) 波峰上飛出而形成霧。張立波會(hui) 在波峰處生成霧滴，其霧滴的尺寸大小與(yu) 張力波的波長成正比。在表麵張力波作用下，液體(ti) 金屬滿足以超聲波頻率和液滴的振動表麵分別從(cong) 表麵噴出。在超聲氣體(ti) 霧化中，熔融金屬流會(hui) 受到多個(ge) 高速氣體(ti) 脈衝(chong) 的衝(chong) 擊而破碎。

微激波理論

微激波理論認為(wei) 超聲霧化與(yu) 空化作用有關(guan) ，空化是指超聲波高頻振動作用於(yu) 熔融金屬時會(hui) 產(chan) 生大量氣泡，氣泡會(hui) 不斷增長和閉合的過程。在氣泡閉合的過程中，針對液體(ti) 的振動會(hui) 轉變成對氣泡所做的功。當氣泡閉合時，氣泡的能量部分會(hui) 轉變為(wei) 熱和光輻射，剩餘(yu) 的能量就產(chan) 生了微激波輻射。該理論認為(wei) 超聲高頻振動在液麵下產(chan) 生空化作用引起的微激波輻射最終導致霧滴的形成。

設備介紹

超聲波發生器

超聲波發生器將220v交流電轉換為(wei) 高頻電能振蕩，以供給整個(ge) 霧化設備所需的足夠的電能。

超聲波換能器

較常見的是夾心式壓電陶瓷換能器，其作用是將高頻電振蕩信號轉換成機械振動，將電能轉為(wei) 高頻振動。

變幅杆

超聲變幅杆，又稱作超聲聚能器，它能夠將機械振動的質點位移和速度放大 ，將超聲能量集中在一個(ge) 較小的麵積上。

霧化頭

超聲波霧化頭，與(yu) 材料直接接觸的組件，一般由合金製作而成。霧化的金屬熔點會(hui) 受到霧化頭材料的限製，因此該方法較適合中、低熔點金屬及合金的製備。換能器與(yu) 變幅杆將高頻振動傳(chuan) 遞到霧化頭上，從(cong) 而作用於(yu) 熔融金屬，將熔化的金屬霧化變成細小的顆粒粉末。

霧化過程

超聲波金屬製粉是利用高速超聲振動衝(chong) 擊熔融金屬或合金流，最終將金屬製作成細小粉末的霧化過程。金屬超聲霧化是發生器將交流電轉變為(wei) 高頻電磁，然後通過超聲波換能器將高頻電能轉為(wei) 高頻振動，借助變幅杆將該振動放大，放大的振動最終會(hui) 傳(chuan) 遞到工具頭（霧化頭）上。當超聲霧化頭作用於(yu) 金屬熔體(ti) 時，熔體(ti) 將在高頻振動中鋪展成液膜。薄液層會(hui) 在超聲振幅達到一定程度時將熔融金屬擊碎，被擊碎的液滴就會(hui) 從(cong) 振動麵上飛出形成霧滴。

超聲波金屬製粉的過程大致分為(wei) 兩(liang) 個(ge) 階段，破碎和冷凝。首先是針對加熱熔化的金屬或合金進行破碎處理。破碎這個(ge) 步驟導致金屬液滴生產(chan) ，並且影響最終金屬粉末的尺寸大小。第二步的冷凝決(jue) 定了最終金屬顆粒的形成，直接影響到金屬粉末的形狀，所涉及到的主要是熱傳(chuan) 導的問題。