нижнее белье для полных
მედიცინის კვლევები

   Велика Радянська Енциклопедія

Ультразвукова обробка

   
 

Ультразвукова обробка, вплив ультразвуку (зазвичай з частотою 15-50 кгц ) на речовини в технологічних процесах. Для У. о. застосовують технологічні апарати з електроакустичними випромінювачами або апарати у вигляді свистків и сирен . Основний елемент випромінювача - електроакустичний перетворювач (магнітострикційний або п'єзоелектричний) - з'єднаний з согласующим пристроєм, який здійснює передачу акустичної енергії від перетворювача в оброблювану середу, а також створює задані технічними умовами розміри випромінюючої поверхні і інтенсивність ультразвукового поля. В якості узгоджувальних пристроїв використовують, як правило, хвильове концентратори акустичні - розширюються (зазвичай при В. о. Рідин) або звужуються (зазвичай при В. о. твердих речовин), резонансні (налаштовані на певну частоту) або нерезонансні пластини. Згода пристрій, крім того, може одночасно виконувати функції ріжучого або якого-небудь ін інструменту (наприклад, при свердлінні, зварюванні, пайку). Іноді застосовують перетворювачі, що працюють без узгоджувального пристрою (наприклад, кільцеві перетворювачі, вбудовані в трубопровід).

У. о. твердих речовин використовується в основному для зварювання металів, пластмас і синтетичних тканин (див. Ультразвукове зварювання ), при різанні металів, скла, кераміки, алмазу і т.п. (наприклад, свердління, точіння, гравировании), а також при обробці металів тиском (волочінні, штампуванні, пресуванні та ін.)

Різання на ультразвукових верстатах забезпечує високу точність, дозволяє отримувати не тільки прямі круглі отвори, але і вирізи складних перетинів, криволінійні канали. Ультразвук, підведений до інструменту звичайного металоріжучого верстата (наприклад, свердлу, різцю), інтенсифікує обробку і покращує дроблення стружки (див. Вібраційне різання ). При обробці металів тиском ультразвукові коливання покращують умови деформування і знижують необхідні зусилля. При ультразвуковому поверхневому зміцненні підвищуються мікротвердість і зносостійкість, знижується шорсткість поверхні. У всіх цих процесах ультразвук зазвичай підводять за допомогою волноводного концентратора до робочих органів машин (наприклад, до свердла, валянням прокатного стану, штампу преса, філь'єрі).

У. о. в рідинах (рідин) заснована головним чином на виникненні кавітації . Деякі ефекти кавітації (гідравлічні удари при закритті бульбашок і мікропотоки, що виникають в рідині близько бульбашок) використовуються при пайку і лудінні, диспергуванні, очищенню деталей і т.д. Інші ефекти (розігрівання пари усередині бульбашки і їх іонізація) використовуються для ініціювання та прискорення хімічних реакцій. Іноді для інтенсифікації В. о. процес ведуть при підвищеному тиску.

При пайку і лудінні металів, наприклад алюмінію, титану, молібдену, ультразвук руйнує окисні плівки на поверхні деталей і полегшує перебіг процесу. З використанням ультразвуку можна лудити, а потім паяти кераміку, скло та ін неметалеві матеріали. Ультразвук підводять хвилеводним концентратором до припою, вміщеної у ванну або нанесеному на поверхню деталі.

Очищення ультразвуком поверхонь деталей від металевого пилу, стружки, нагарів, жирових та ін забруднень забезпечує більш високе, ніж ін способи, якість - залишається не більше 0, 5% забруднень. Деякі деталі, що мають складну форму і важкодоступні місця, можна очистити тільки при В. о. Очищення зазвичай здійснюють у ваннах з вбудованими електроакустичними випромінювачами; в робочу рідину додають поверхнево-активні речовини. Для зняття задирок з деталей в рідину вводять абразивні частинки, які в кілька разів прискорюють обробку (див. Вібраційна обробка ).

Дегазацію (звільнення від газів) рідин здійснюють при малій (зазвичай нижче порога кавітації) інтенсивності ультразвуку. Дрібні газові бульбашки, зважені в рідині, зближуються один з одним, злипаються (див. Коагуляція ) і спливають на поверхню. Дегазації піддають розплави оптичних стекол, рідкі алюмінієві сплави (див. Гази в металах) та ін рідини. У. о. використовують при збагаченні ( флотації ) руд - газові бульбашки осідають на поверхнях частинок мінералів і спливають разом з ними.

У. о. робить сприятливий вплив на процес кристалізації розплавів металів при лиття, що істотно покращує структуру злитка і його механічні властивості.

Для утворення емульсій зазвичай використовують ультразвукові апарати у вигляді свистків або сирен. Приготування суспензій в основному ведуть в апаратах з магнітострикційними перетворювачами , працюючими при підвищеному тиску (див. Диспергування ).

Освіта аерозолів відбувається при В. о. рідини в тонкому шарі за допомогою волноводного концентратора, який являє собою распилітельную насадку.

При У. о. добре деполімеризуються в розчинах високомолекулярні з'єднання. Ця властивість використовується, наприклад, при синтезі різних блок-і прищеплених сополімерів, для отримання з природних полімерів цінних низькомолекулярних речовин (див. Механохімія полімерів ).

У. о. прискорює багато массообменниє процеси (розчинення, екстрагування, просочення пористих тіл і т.п.), хід яких обмежується швидкістю дифузії. Дія високих температур всередині кавітаційних бульбашок, зменшення товщини прикордонного шару і його турбулізація інтенсифікують також протікають спільно хімічні і массообменниє процеси (наприклад, хемосорбцію ).

У. о. в газах (газів) викликає коагуляцію аерозолів і пилу (укрупнення і осадження зважених в газах дрібних частинок) і застосовується, наприклад, в акустичному пиловловлювачі .

При порушенні ультразвуку в нагрітому газі (сушильній агента) інтенсифікується сушка пористих тіл - прискорюється випаровування з вільної поверхні рідини, в капілярах виникають акустичні течії і т.п. Ультразвукова сушка зазвичай застосовується спільно з ін видами сушки, наприклад інфрачервоної, високочастотної; в якості джерел ультразвуку використовують сирени.

У. о. - один з найбільш великих розділів електрофізичних і електрохімічних методів обробки . Подальший її розвиток в основному пов'язано із збільшенням потужностей і робочих об'ємів ультразвукових апаратів, а також з детальним вивченням фізичних та фізико-хімічних процесів, що протікають в ультразвуковому полі. Розширюється область практичного використання В. о., наприклад у харчовій промисловості для освітлення вин і лікерів; у фармацевтичній-для стерилізації та приготування різних препаратів і т.д.

Літ.: Фізика і техніка потужного ультразвука [кн. 3], М., 1970; Ультразвукова технологія, під ред. Б. А. Аграната, М., 1974; Хорбенко І. Г., Ультразвук в машинобудуванні, М., 1974.

С. Л. Пєшковський.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
енциклопедія  біляші  морс  шашлик  качка