Princípio e introdução da atomização ultrassônica de metal

A tecnologia de atomização ultrassônica é um método eficiente e de baixo custo para a produção de pós metálicos finos.Os pós produzidos por esse método apresentam boa esfericidade, tamanho de partícula controlável e distribuição de tamanho estreita, tornando-o uma tecnologia promissora na indústria de pós metálicos.A atomização ultrassônica de metal é uma das aplicações da tecnologia de atomização ultrassônica e seus princípios são semelhantes aos da atomização ultrassônica.

A atomização ultrassônica de metal envolve o processo de conversão de metal fundido (líquido) em finas gotículas de névoa em fase gasosa.Vibrações ultrassônicas de alta frequência são aplicadas à superfície do metal fundido, fazendo com que as gotículas se separem e se separem da superfície devido aos picos das ondas ultrassônicas.À medida que a frequência do ultrassom aumenta gradualmente, as gotículas atomizadas tornam-se mais finas.Com a ação contínua das vibrações ultrassônicas, podem ser obtidas gotas extremamente finas.

Formas de atomização ultrassônica de metal

A atomização ultrassônica de metal é o processo de uso de vibrações ultrassônicas de alta frequência para gerar finas gotículas de névoa de metal fundido em fase gasosa, que então se solidificam em pó metálico após o resfriamento.

A primeira forma envolve contato direto ou indireto entre o metal fundido e a cabeça de atomização ultrassônica.As ondas eletromagnéticas de alta frequência geradas pelo gerador são convertidas e amplificadas pelo transdutor ultrassônico e modulador de amplitude, transferindo em última análise as vibrações de alta frequência para o fluxo de metal fundido.O metal fundido é atomizado sob as vibrações de alta frequência do ultrassom.

A segunda forma envolve concentrar a energia gerada pelas vibrações ultrassônicas de alta frequência em um espaço pequeno e usar diretamente o ultrassom para atomizar o metal fundido.

A terceira forma combina a atomização por ultrassom com técnicas tradicionais de atomização para criar uma nova tecnologia de atomização híbrida.

Mecanismo de atomização ultrassônica

Existem duas explicações para o mecanismo de atomização ultrassônica: a teoria das ondas de tensão superficial e a teoria das ondas de microchoque.Um ponto de vista de compromisso sugere que ambas as teorias desempenham um papel na atomização ultrassônica.

Teoria das Ondas de Tensão Superficial

Sob a ação das ondas de tensão superficial, quando a amplitude do líquido vibrante atinge um determinado valor, as gotículas voam do pico da onda e formam uma névoa.As ondas de tensão superficial geram gotículas nos picos das ondas, e o tamanho das gotículas é proporcional ao comprimento de onda das ondas de tensão superficial.Sob a influência das ondas de tensão superficial, o metal líquido é atomizado da superfície pela frequência ultrassônica e pela superfície vibratória das gotículas.Na atomização ultrassônica de gás, o fluxo de metal fundido é impactado e fragmentado por múltiplos pulsos de gás de alta velocidade.

Teoria das Ondas de Microchoque

A teoria das ondas de microchoque sugere que a atomização do ultrassom está relacionada à cavitação, que se refere à geração de um grande número de bolhas quando vibrações de ultrassom de alta frequência atuam sobre o metal fundido.Essas bolhas crescem e colapsam continuamente.Durante o fechamento das bolhas, a vibração que atua sobre o líquido se transforma em trabalho realizado sobre as bolhas.Quando as bolhas entram em colapso, parte de sua energia é convertida em calor e radiação luminosa, e a energia restante produz radiação de ondas de microchoque.Esta teoria sugere que a cavitação causada por vibrações ultrassônicas de alta frequência abaixo da superfície do líquido leva, em última instância, à formação de gotículas.

Introdução ao equipamento

Gerador de ultrassom

O gerador de ultrassom converte 220 Vca em oscilações elétricas de alta frequência para fornecer energia elétrica suficiente para todo o equipamento de atomização.

Transdutor de ultrassom

O tipo mais comum é um transdutor cerâmico piezoelétrico tipo sanduíche.Sua função é converter sinais de oscilação elétrica de alta frequência em vibrações mecânicas, convertendo energia elétrica em vibrações de alta frequência.

Modulador de amplitude

O modulador de amplitude do ultrassom, também conhecido como concentrador de ultrassom, amplifica o deslocamento e a velocidade da vibração mecânica, concentrando a energia do ultrassom em uma área menor.

Cabeça de atomização

A cabeça de atomização por ultrassom é o componente que entra em contato direto com o material e geralmente é feita de uma liga.O ponto de fusão do metal atomizado é limitado pelo material da cabeça de atomização, tornando este método mais adequado para a preparação de metais e ligas de médio a baixo ponto de fusão.O transdutor e o modulador de amplitude transmitem vibrações de alta frequência ao cabeçote de atomização, que atua sobre o metal fundido, transformando o metal fundido em partículas finas ou pó.

Processo de atomização

A atomização de metal por ultrassom é o processo de uso de vibrações ultrassônicas de alta velocidade para impactar e atomizar fluxos de metal fundido ou liga, produzindo, em última análise, pó metálico fino.A atomização ultrassônica do metal envolve a conversão do gerador de corrente alternada em ondas eletromagnéticas de alta frequência, que são então convertidas em vibrações de alta frequência pelo transdutor de ultrassom.As vibrações amplificadas são finalmente transmitidas ao cabeçote da ferramenta (cabeça de atomização) usando o modulador de amplitude.Quando a cabeça de atomização ultrassônica atua sobre o metal fundido, o metal fundido se espalha em um filme líquido sob as vibrações de alta frequência.Quando a amplitude ultrassônica atinge um certo nível, o metal fundido é quebrado e as gotículas fragmentadas voam para fora da superfície vibrante, formando uma névoa.

O processo de atomização metálica por ultrassom pode ser dividido em duas etapas: fragmentação e condensação.A primeira etapa envolve a quebra do metal ou liga aquecido e derretido, resultando na produção de gotículas de metal e afetando o tamanho do pó metálico final.A segunda etapa de condensação determina a formação das partículas metálicas finais, influenciando diretamente a forma do pó metálico, e envolve principalmente a condução de calor.