Ultrazvuková technologie se začala v lékařství používat v 50. a 60. letech 20. století, ale poté dosáhla velkého pokroku. V současné době se ultrazvuková technologie kromě lékařství rozvinula i v polovodičovém průmyslu, optickém průmyslu, petrochemickém průmyslu a dalších oblastech, ale k provádění čisticích prací využívá především své vlastnosti, jako je dobrá směrovost a silná penetrační schopnost.

Ultrazvuková technologie se stává stále důležitějším prostředkem zpevňování. Kromě výše uvedených aplikací má také vynikající aplikační potenciál v dalších oblastech, které je třeba rozvíjet.

Princip metalurgického procesu ultrazvukového zpevňování:

Jak všichni víme, „tři přenosy a jedna reakce“ v metalurgickém procesu jsou základním faktorem ovlivňujícím účinnost, rychlost a kapacitu procesu a také shrnují celý proces metalurgické a chemické výroby. Takzvané „tři přenosy“ se vztahují k přenosu hmoty, přenosu hybnosti a přenosu tepla a „jedna reakce“ se vztahuje k procesu chemické reakce. V podstatě by zlepšení metalurgického procesu mělo začít zlepšením účinnosti a rychlosti „tří přenosů a jedné reakce“.

Z tohoto hlediska hraje ultrazvuková technologie dobrou roli v podpoře přenosu hmoty, hybnosti a tepla, což je dáno především inherentními vlastnostmi ultrazvuku. Stručně řečeno, použití ultrazvukové technologie v metalurgických procesech bude mít následující tři hlavní účinky:

1. Kavitační efekt

Kavitační efekt se týká dynamického procesu růstu a kolapsu mikrobublinek v jádru plynu, které se nacházejí v kapalné fázi (tavenině, roztoku atd.), když akustický tlak dosáhne určité hodnoty. Během procesu růstu, prasknutí a zániku mikrobublinek generovaných v kapalné fázi se v malém prostoru kolem bublinkového stroje objevují horká místa, což vede k zóně s vysokou teplotou a vysokým tlakem, které podporují reakci.

2. Mechanický účinek

Mechanický efekt je efekt vyvolaný ultrazvukem pohybujícím se v médiu. Vysokofrekvenční vibrace a vyzařovací tlak ultrazvuku mohou vytvářet efektivní míchání a proudění, takže vedení média může v prostoru šíření vstoupit do vibračního stavu, čímž se urychlí proces difúze a rozpouštění látek. Mechanický efekt v kombinaci s vibracemi kavitačních bublin, silným paprskem a lokálními mikroimpingmenty generovanými na povrchu pevné látky může výrazně snížit povrchové napětí a tření kapaliny a zničit mezní vrstvu rozhraní pevná látka-kapalina, čímž se dosáhne efektu, kterého běžné nízkofrekvenční mechanické míchání nelze dosáhnout.

3. Tepelný efekt

Tepelný efekt se vztahuje k teplu uvolněnému nebo absorbovanému systémem během procesu změny určité teploty. Když se ultrazvuková vlna šíří v médiu, její energie je neustále absorbována částicemi média, čímž se přeměňuje na tepelnou energii a podporuje se přenos tepla v reakčním procesu.

Díky unikátnímu účinku ultrazvukové technologie lze efektivně zlepšit účinnost a rychlost „tří přenosů a jedné reakce“ v metalurgickém procesu, zlepšit minerální aktivitu, snížit množství surovin a zkrátit reakční dobu, a tím dosáhnout úspory energie a snížení spotřeby.