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常規超聲波清洗機的主要作用機制

文章作者:zhuobo 發布時間:2021-06-23 18:00:51 瀏覽次數:0

  超聲波是機械波,是一種聲波。人耳能聽到的聲波的頻率范圍約為16--20000Hz,這就是為什么頻率大于20kHz的聲波被稱為超聲波的原因。超聲技術的應用一般分為兩大類:探測超聲和功率超聲。超聲波檢測是超聲波技術的被動應用,如無損超聲波檢測技術,它利用超聲波的特性來收集材料內部的信息;超聲波清洗機功率是超聲波技術的主動應用。

超聲波清洗機

  傳統超聲波清洗機清洗的主要機理是超聲波在液體介質中傳播時的空化效應;當空化氣泡在此過程中關閉并破裂時,沖擊波會在其周圍產生數千個大氣壓,作用于工件表面并對其進行破壞。不溶性污垢使其分散在清潔液中;此外,它還表現在以下幾個方面:

  (1)氣體不間斷的微泡振動可以擦洗固體表面。一旦污垢有裂縫可鉆,氣泡就會穿透裂縫并振動,導致污垢層剝落。

  (2) 空化氣泡本身伴隨著一系列的二階現象,如輻射扭轉。這對輻射作用于均勻液體中的液體本身,引起液體本身的循環,即流動。作用范圍為M的聲通量稱為微聲通量,它能使振動的氣泡表面處于粘性應力和高速度梯度狀態,足以損傷工件表面,使其倒塌。

  (3)超聲空化在固液界面產生的高速微射流可以去除或削弱邊界污垢層,增加攪拌效果,加速可溶性污染物的溶解,增強化學反應的清洗效果。

  另外,清洗液本身的振動會大大提升清洗效果。例如,當20 kHz 2 Wcm2 超聲波在清洗液中傳播時,顆粒的振動位移為1.32 m。速度為0.16 ms,加速度為2.04 ms 105 mS2,聲壓為2.45 105 Pa。 因為工件表面的污垢層受到清洗液20000次/秒的猛烈沖擊,正負2.45個大氣壓,這只是普通的行波場計算結果—— 其實清洗槽離混合聲場更近,會使得撞擊過程更加激烈。

超聲波清洗機

  從化學上講,鋼絲在軋制和熱處理過程中形成的磷皮屬于高溫氧化皮(950t630,),主要由FeO、部分Fe3O4和少量Fe2O3組成, 因為FeO 在H3PO4 溶液中的反應速率高于H3PO4 溶液。 Fe3O4和Fe2O3速度快,所以它們從內到外依次附著在鋼絲表面, H3PO4 穿透磷酸鹽表皮空間,以更快的速度溶解Fe2O3 和Fe3O4。反應式為:FeO + 2 H3PO4=Fe (H2PO4) 2 + H2O,一旦氧化皮下部溶解,與鋼絲的結合力就會降低。

  使用磷酸溶液作為超聲波清洗介質的另一個原因是磷酸鹽具有良好的脫脂效果。超聲波清洗槽可同時去除鋼絲上的銹蝕和脫脂,這是其獨特的技術特點。

  簡而言之:磷酸溶液的超聲波清洗機清洗是清洗和聲化學反應的疊加,即利用超聲波能量的物理作用,加強磷酸清洗液與表面銹跡的化學反應。


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