Перспективные разработки

Здесь перечислены технологии, которые ещё не доведены до промышленного применения, но при разработке которых мы получили положительные результаты. Приглашаем заинтересованные предприятия к совместным работам и внедрению оборудования на основе указанных технологий.

Снижение трения между поверхностями
Наложение ультразвуковых колебаний на соприкасающиеся поверхности позволяет снизить силу трения, возникающую между ними. Этот эффект может использоваться при сборке ответственных узлов, в которых детали собираются с натягом, и для уменьшения задиров и царапин на поверхностях сопрягаемых деталей.
Снижение трения с помощью ультразвука было успешно продемонстрировано при промышленных испытаниях по установке твэлов в каркас ТВС. Испытания показали, что трение уменьшается в 3—4 раза.
Также, к примеру, наложение ультразвуковых колебаний на стенки кристаллизатора позволяет снизить трение между ними и формирующейся заготовкой, что положительно сказывается на качестве поверхности получаемой заготовки, снижает износ формирующих поверхностей кристаллизатора (медные или графитовые плиты и втулки), происходит значительная экономия электроэнергии за счёт снижения нагрузки на двигатели вытягивания заготовки.
Просеивание сыпучих веществ
Если при просеивании сыпучих веществ на сетку наложить ультразвуковые колебания, то необходимость в грохочении отпадает, а просеивание идет до размера частиц 20 мкм.
Уплотнение и прессование сыпучих веществ
Ультразвук способствует уплотнению сыпучих веществ. Это свойство может эффективно применяться для уплотнения порошков при их прессовании. За счет этого прессуемое изделие приобретает более равномерную структуру, исчезают внутренние дефекты (раковины и трещины), увеличивается прочность.
Упрочнение металлических деталей
Технология упрочнения металлических деталей с помощью ультразвука, где в качестве упрочняющих элементов выступают стальные шарики диаметром от 0,4 до 2 мм. Ультразвуковой преобразователь передает шарикам импульсы, которые заставляют их хаотично перемещаться внутри специального концентратора и с высокой частотой ударять по поверхности детали, подвергаемой упрочнению.
Смешивание металлов
Под воздействием ультразвука происходит диспергирование одного металла в другой. В литературе описывается получение таким методом сплавов алюминия со свинцом, алюминия с кадмием, железа с цинком, диспергирование цинка в алюминий, графита в бронзу и т. п. Возможность смешивания ряда несмешивающихся металлов представляет большой интерес. Например, смешивание алюминия со свинцом улучшает обрабатываемость алюминия давлением. Известны самосмазывающиеся подшипники, в которых содержание графита доведено до 25 %[1].
Пайка и лужение алюминия
Отличных результатов при пайке и лужении алюминия можно добиться, применяя ультразвуковые колебания. При введении колебаний в расплавленный припой в нём возникает кавитация, которая разрушает оксидную пленку. Таким образом, если в ванну с расплавленным припоем (90 % олова и 10 % цинка) поместить алюминий и ввести в припой ультразвук, вызывающий в расплаве кавитацию, оксидная пленка сорвётся, а алюминий, находящийся в ванне, мгновенно залудится[1].

Жидкостные процессы

Пропитка
Пропитка древесины может быть существенно ускорена за счёт звукокапиллярного эффекта, возникающего при обработке пропиточного раствора ультразвуком.
Распыление
Ультразвуковое распыление — получение аэрозоля из жидкости с помощью акустических колебаний ультразвукового диапазона.
Диспергирование
Ультразвуковое диспергирование позволяет получать высокодисперсные (размер частиц — микрометры и доли микрометров), однородные и химически чистые смеси твердых частиц в жидкостях.
Эмульгирование
Ультразвуковое эмульгирование — переход одной из взаимно нерастворимых жидкостей в дисперсное состояние в среде другой под действием акустических колебаний. Ультразвуковое эмульгирование позволяет получать высокодисперсные, практически однородные и химически чистые эмульсии.
Растворение
Применение ультразвука значительно ускоряет (в десятки раз) процесс растворения и позволяет растворить труднорастворимые вещества.
Осаждение взвешенных частиц
Акустическая (как правило ультразвуковая) коагуляция — процесс сближения и укрупнения взвешенных в газе или жидкости мелких твердых частиц, жидких капелек и газовых пузырьков под воздействием акустических колебаний. В результате коагуляции частицы, взвешенные в газе или жидкости, оседают, а газовые пузырьки — всплывают на поверхность жидкости.

Примечания

  1. 1 2 И. С Вайншток. Ультразвук и его применение в машиностроении, 1958 г.