Die Ultraschalltechnologie wurde bereits in den 1950er und 1960er Jahren im medizinischen Bereich eingesetzt und machte auch danach große Fortschritte. Neben der Anwendung im medizinischen Bereich ist die Ultraschalltechnologie heute auch in der Halbleiterindustrie, der optischen Industrie, der Petrochemie und anderen Bereichen ausgereift. Sie nutzt jedoch hauptsächlich ihre Eigenschaften der guten Richtwirkung und des starken Eindringvermögens für Reinigungsarbeiten.

Die Ultraschalltechnologie hat sich zu einem immer wichtigeren Mittel zur Stärkung entwickelt. Neben den oben genannten Anwendungen bietet sie auch in anderen Bereichen hervorragendes Anwendungspotenzial.

Prinzip des metallurgischen Ultraschallverfestigungsprozesses:

Wie wir alle wissen, ist „drei Übertragungen und eine Reaktion“ im metallurgischen Prozess der entscheidende Faktor für Prozesseffizienz, Geschwindigkeit und Kapazität und fasst den gesamten Prozess der metallurgischen und chemischen Produktion zusammen. Die sogenannten „drei Übertragungen“ beziehen sich auf Massenübertragung, Impulsübertragung und Wärmeübertragung, während „eine Reaktion“ den Prozess der chemischen Reaktion bezeichnet. Die Verbesserung des metallurgischen Prozesses sollte im Wesentlichen mit der Verbesserung der Effizienz und Geschwindigkeit von „drei Übertragungen und einer Reaktion“ beginnen.

Aus dieser Sicht spielt die Ultraschalltechnologie eine wichtige Rolle bei der Förderung der Übertragung von Masse, Impuls und Wärme, die hauptsächlich durch die inhärenten Eigenschaften des Ultraschalls bestimmt wird. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Einsatz von Ultraschalltechnologie in metallurgischen Prozessen die folgenden drei Haupteffekte hat:

1. Kavitationseffekt

Der Kavitationseffekt beschreibt den dynamischen Prozess des Wachstums und Kollabierens von Mikro-Kavitationsblasen in der flüssigen Phase (Schmelze, Lösung usw.), wenn der Schalldruck einen bestimmten Wert erreicht. Während des Wachstums, des Platzens und des Verlöschens der in der flüssigen Phase erzeugten Mikroblasen entstehen im kleinen Raum um die Blasenmaschine herum Hotspots, die zu einer Hochtemperatur- und Hochdruckzone führen, die die Reaktion fördert.

2. Mechanische Wirkung

Der mechanische Effekt entsteht durch die Bewegung von Ultraschall im Medium. Die hochfrequenten Schwingungen und der Strahlungsdruck des Ultraschalls erzeugen eine effektive Bewegung und Strömung, sodass das geführte Medium in seinem Ausbreitungsraum in Schwingung versetzt wird und so die Diffusion und Auflösung von Substanzen beschleunigt wird. Der mechanische Effekt in Kombination mit der Vibration von Kavitationsblasen, dem starken Strahl und der lokalen Mikrobeeinflussung auf der Festkörperoberfläche kann die Oberflächenspannung und Reibung der Flüssigkeit deutlich reduzieren und die Grenzschicht der Fest-Flüssig-Grenzfläche zerstören. Dadurch wird ein Effekt erzielt, den herkömmliches mechanisches Rühren mit niedriger Frequenz nicht erreichen kann.

3. Thermischer Effekt

Der thermische Effekt bezieht sich auf die Wärme, die vom System beim Temperaturwechsel freigesetzt oder absorbiert wird. Wenn sich Ultraschallwellen im Medium ausbreiten, wird ihre Energie kontinuierlich von den Mediumpartikeln absorbiert, um sie in Wärmeenergie umzuwandeln und die Wärmeübertragung im Reaktionsprozess zu fördern.

Durch die einzigartige Wirkung der Ultraschalltechnologie können die Effizienz und Geschwindigkeit von „drei Übertragungen und einer Reaktion“ im metallurgischen Prozess effektiv verbessert, die Mineralaktivität verbessert, die Menge der Rohstoffe reduziert und die Reaktionszeit verkürzt werden, um so das Ziel der Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung zu erreichen.