超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)霧化(hua)技術(shu)是(shi)一種高(gao)效低耗制(zhi)備微細金(jin)屬(shu)粉末(mo)方(fang)法，所制(zhi)備粉末(mo)的球(qiu)形度(du)(du)好(hao)，粒度(du)(du)可控，粒度(du)(du)范圍窄，在金(jin)屬(shu)制(zhi)粉行業(ye)中(zhong)具有良(liang)好(hao)的發(fa)展前景。超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)金(jin)屬(shu)制(zhi)粉屬(shu)于超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)霧化(hua)技術(shu)的應用之一，其原理與超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)霧化(hua)相(xiang)同(tong)。

超(chao)聲波(bo)(bo)金屬(shu)(shu)制粉是使(shi)熔融金屬(shu)(shu)（液體）在(zai)(zai)(zai)氣相中形成(cheng)微細霧滴(di)的(de)過(guo)程，在(zai)(zai)(zai)與熔融金屬(shu)(shu)接(jie)粗表面(mian)產(chan)生高(gao)頻的(de)超(chao)聲波(bo)(bo)振動，由振幅(fu)所(suo)構成(cheng)的(de)振峰把液滴(di)從表面(mian)分(fen)離并破碎。伴隨超(chao)聲波(bo)(bo)的(de)頻率逐漸(jian)增加(jia)，也會使(shi)得產(chan)生的(de)霧化液滴(di)越來越細，在(zai)(zai)(zai)超(chao)聲波(bo)(bo)的(de)振動頻率不斷作(zuo)用下(xia)，最終(zhong)可獲得細微的(de)液滴(di)。

超聲金屬制粉的形式

超(chao)聲(sheng)金屬(shu)霧化是(shi)通(tong)過超(chao)聲(sheng)波(bo)產生的(de)高頻振(zhen)動使(shi)熔融(rong)金屬(shu)的(de)在氣相中形成微小的(de)霧滴(di)，冷(leng)卻后凝固成金屬(shu)粉末(mo)的(de)過程。

第一種是金屬液直接或(huo)間接地(di)與(yu)超聲(sheng)波(bo)霧化頭這一組(zu)件接觸。發生(sheng)器生(sheng)成的(de)高(gao)頻電磁經過(guo)超聲(sheng)換能器轉化和變幅桿放大(da)，最終(zhong)將高(gao)頻振動傳遞給(gei)金屬液流。熔融金屬在(zai)超聲(sheng)波(bo)的(de)高(gao)頻振動下會(hui)被霧化。

第二(er)種(zhong)是(shi)將超聲(sheng)(sheng)波高頻振動(dong)所產生的(de)能量聚(ju)集在狹小的(de)空(kong)間內，直接利用超聲(sheng)(sheng)波對金(jin)屬(shu)液霧(wu)化。

第三種(zhong)(zhong)是將超聲霧化(hua)與傳統的霧化(hua)技(ji)術(shu)結合(he)(he)，從而(er)產生一種(zhong)(zhong)新的復(fu)合(he)(he)霧化(hua)技(ji)術(shu)。

超聲波霧化機制

超(chao)聲波霧化機(ji)制(zhi)有表面張力波理(li)(li)論與微激波理(li)(li)論兩種解(jie)釋。折中(zhong)(zhong)的(de)觀點認為這(zhe)兩個理(li)(li)論共同在超(chao)聲波霧化中(zhong)(zhong)發揮作用(yong)。

表面張力波理論

在張(zhang)(zhang)力(li)波(bo)(bo)的(de)作用(yong)下，當液(ye)體(ti)(ti)振(zhen)動面的(de)振(zhen)幅達(da)到一定(ding)值時，液(ye)滴即(ji)從(cong)波(bo)(bo)峰上(shang)飛出而(er)形成霧。張(zhang)(zhang)立波(bo)(bo)會(hui)在波(bo)(bo)峰處(chu)生成霧滴，其霧滴的(de)尺寸大小與張(zhang)(zhang)力(li)波(bo)(bo)的(de)波(bo)(bo)長(chang)成正(zheng)比(bi)。在表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)波(bo)(bo)作用(yong)下，液(ye)體(ti)(ti)金屬滿足以超(chao)聲波(bo)(bo)頻率和液(ye)滴的(de)振(zhen)動表(biao)面分別從(cong)表(biao)面噴出。在超(chao)聲氣體(ti)(ti)霧化中，熔融金屬流(liu)會(hui)受到多個高速氣體(ti)(ti)脈沖的(de)沖擊而(er)破碎(sui)。

微激波理論

微激(ji)(ji)波(bo)(bo)(bo)理論認為超(chao)(chao)聲霧(wu)化與空(kong)化作(zuo)(zuo)用有(you)關，空(kong)化是指超(chao)(chao)聲波(bo)(bo)(bo)高(gao)頻振(zhen)動作(zuo)(zuo)用于熔融金屬時(shi)會產生(sheng)大量(liang)氣(qi)泡(pao)(pao)，氣(qi)泡(pao)(pao)會不斷增長和閉合(he)的(de)過程(cheng)。在氣(qi)泡(pao)(pao)閉合(he)的(de)過程(cheng)中(zhong)，針對液(ye)(ye)體的(de)振(zhen)動會轉變(bian)成對氣(qi)泡(pao)(pao)所做的(de)功。當氣(qi)泡(pao)(pao)閉合(he)時(shi)，氣(qi)泡(pao)(pao)的(de)能量(liang)部分會轉變(bian)為熱和光輻(fu)(fu)射，剩余的(de)能量(liang)就(jiu)產生(sheng)了微激(ji)(ji)波(bo)(bo)(bo)輻(fu)(fu)射。該理論認為超(chao)(chao)聲高(gao)頻振(zhen)動在液(ye)(ye)面下(xia)產生(sheng)空(kong)化作(zuo)(zuo)用引起的(de)微激(ji)(ji)波(bo)(bo)(bo)輻(fu)(fu)射最終導致(zhi)霧(wu)滴的(de)形(xing)成。

設備介紹

超聲波發生器

超聲波發生(sheng)器將220v交流(liu)電轉(zhuan)換為高頻電能振蕩，以(yi)供給整個霧化設備所需(xu)的足夠的電能。

超聲波換能器

較常見的是夾心式壓電陶瓷(ci)換(huan)(huan)能器，其作用(yong)是將高頻(pin)電振蕩(dang)信號轉(zhuan)換(huan)(huan)成機械(xie)振動，將電能轉(zhuan)為高頻(pin)振動。

變幅桿

超聲變幅桿，又稱作超聲聚能(neng)器，它能(neng)夠將(jiang)機械振動的(de)(de)質點位移和速度放大(da) ，將(jiang)超聲能(neng)量集中(zhong)在(zai)一個較(jiao)小的(de)(de)面(mian)積上。

霧化頭

超(chao)聲波霧化頭(tou)，與(yu)材料直(zhi)接(jie)接(jie)觸的(de)(de)組(zu)件，一般由合金(jin)(jin)(jin)制(zhi)作(zuo)而(er)成。霧化的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬熔(rong)點會受到霧化頭(tou)材料的(de)(de)限(xian)制(zhi)，因此該方法較適合中、低熔(rong)點金(jin)(jin)(jin)屬及合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)制(zhi)備。換能(neng)器與(yu)變幅桿將(jiang)高頻振動傳(chuan)遞到霧化頭(tou)上，從而(er)作(zuo)用于(yu)熔(rong)融金(jin)(jin)(jin)屬，將(jiang)熔(rong)化的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬霧化變成細小的(de)(de)顆粒(li)粉末。

霧化過程

超(chao)聲(sheng)波金(jin)屬(shu)制(zhi)粉是利用高(gao)速超(chao)聲(sheng)振(zhen)(zhen)動沖擊熔融(rong)金(jin)屬(shu)或合金(jin)流，最(zui)終將(jiang)(jiang)金(jin)屬(shu)制(zhi)作成(cheng)細小粉末的(de)霧(wu)化(hua)過程(cheng)。金(jin)屬(shu)超(chao)聲(sheng)霧(wu)化(hua)是發生器將(jiang)(jiang)交流電轉變為高(gao)頻電磁(ci)，然后通過超(chao)聲(sheng)波換(huan)能器將(jiang)(jiang)高(gao)頻電能轉為高(gao)頻振(zhen)(zhen)動，借助變幅桿將(jiang)(jiang)該振(zhen)(zhen)動放(fang)大(da)，放(fang)大(da)的(de)振(zhen)(zhen)動最(zui)終會傳遞到工具頭（霧(wu)化(hua)頭）上(shang)。當超(chao)聲(sheng)霧(wu)化(hua)頭作用于金(jin)屬(shu)熔體時，熔體將(jiang)(jiang)在高(gao)頻振(zhen)(zhen)動中鋪(pu)展(zhan)成(cheng)液(ye)膜(mo)。薄液(ye)層會在超(chao)聲(sheng)振(zhen)(zhen)幅達到一定程(cheng)度時將(jiang)(jiang)熔融(rong)金(jin)屬(shu)擊碎，被擊碎的(de)液(ye)滴就(jiu)會從振(zhen)(zhen)動面上(shang)飛(fei)出形成(cheng)霧(wu)滴。

超聲波金(jin)屬(shu)(shu)制粉的(de)過程大(da)(da)致(zhi)分為兩(liang)個(ge)階段(duan)，破碎(sui)(sui)和冷凝。首(shou)先是針對(dui)加熱(re)熔(rong)化的(de)金(jin)屬(shu)(shu)或合金(jin)進行破碎(sui)(sui)處理。破碎(sui)(sui)這個(ge)步驟導致(zhi)金(jin)屬(shu)(shu)液(ye)滴生產，并且影(ying)響最(zui)終(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)粉末(mo)的(de)尺寸大(da)(da)小。第二(er)步的(de)冷凝決定(ding)了(le)最(zui)終(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)顆粒的(de)形成，直接(jie)影(ying)響到(dao)金(jin)屬(shu)(shu)粉末(mo)的(de)形狀，所涉及到(dao)的(de)主要是熱(re)傳(chuan)導的(de)問題(ti)。