兆赫超聲分散系統(tǒng)的設(shè)計及試驗研究.pdf

1、區(qū)別于傳統(tǒng)超聲波分散,本文提出了浴槽式脈沖兆赫超聲分散技術(shù),即采用大功率高頻兆赫超聲換能器,在液體介質(zhì)中產(chǎn)生高速、強(qiáng)輻射聲流能來進(jìn)行材料分散,同時有效抑制傳統(tǒng)超聲處理中無法避免的因過度空化而造成的材料損傷。該技術(shù)將超聲技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)和材料科學(xué)結(jié)合起來,為材料分散提供新的技術(shù)手段。它具有能量可控性好、成本低、安全環(huán)保和應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),將在材料分散和制備領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.

2、從聲空化、空化氣泡運(yùn)動學(xué)、聲流等方面對兆赫超聲分散的作用機(jī)理進(jìn)行了探討。從理論上證明了當(dāng)超聲頻率提高至600kHz以上時,聲場內(nèi)的空化閾值提高、可閉合空化氣泡數(shù)減小,從而有效抑制了空化損傷。同時,初步探討了兆赫超聲分散系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化過程,分析了兆赫聲場中的高速、強(qiáng)輻射聲流能以及高頻振蕩作為材料分散主要動力的理論條件和作用機(jī)理。
　　 2.設(shè)計制作了單陣元換能器,總結(jié)了設(shè)計、制作換能器的工藝流程。設(shè)計制作了兆赫逆變電源,利用電力分

3、析儀監(jiān)測了兆赫逆變電源的輸入、輸出波形。
　　 3.應(yīng)用兆赫超聲分散技術(shù)進(jìn)行了納米材料分散試驗。利用該方法對PZT納米顆粒進(jìn)行了分散試驗。利用掃描電鏡、透射電鏡、X射線衍射儀等儀器對分散效果進(jìn)行了檢測和表征,結(jié)果表明該技術(shù)分散效率高、效果好。
　　 4.試驗了兆赫超聲分散技術(shù)用于油包水/水包油乳液制備的效果,制備了反向膠束微反應(yīng)器和無乳化劑乳濁液。利用工具測量顯微鏡對所制備乳液的分散性進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示經(jīng)兆赫超聲精細(xì)化