2. Điện phân kẽ m:
13.1.BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA GIA CƠNG BẰNG SIÊU Â M:
Phương pháp gia cơng siêu âm là phương pháp tác động cơ học lên vật liệu. Thuật ngữ siêu âm dùng để chỉ tần số va đập của sĩng này nằm trong giải khơng nghe thấy được, cĩ nghĩa là vào khoảng 16 đến 105 KHz.
Sĩng âm thanh bản thân là dao động cơ học đàn hồi, cĩ thể lan truyền trong mơi trường đàn hồi. Đây chính là điểm khác biệt so với dao động điện từ.
Chiều dài sĩng âm thanh : = v/f.
Với v – tốc độ lan truyền sĩng, f – tần số của sĩng.
Khi lan truyền sĩng âm thanh trong mơi trường đàn hồi, các phần từ vật chất thực hiện sự dao động. Sự cơ đặc của mơi trường dọc theo sĩng được gọi là áp suất của âm thanh. Giữa tốc độ dao động và áp suất âm thanh tồn tại mối liên hệ tương hỗ, được xác định bởi tính chất của mơi trường. Đối với sĩng âm thanh phẳng quan hệ tương hỗ giữa áp suất và dao động được xác định bởi định luật Ohm trong âm học :
Ở đây : P – áp suất âm thanh, y – tốc độ dao động. - mật độ mơi trường, g/m3.
V – tốc độ lan truyền sĩng, Ra – âm trở.
Tốc độ lan truyền sĩng âm thanh phụ thuộc vào mật độ của mơi trường : v =S/ Với S – modun (module) đàn hồi dọc.
Từ các cơng thức trên suy ra rằg tốc độ âm thanh càng lớn thì mơi trường vật chất càng cứng và nhẹ.
Khi lan truyền trong mơi trường vật chất sĩng âm thanh mang một năng lượng xác định, cĩ thể sử dụng được trong các quá trình cơng nghệ. Các ưu điểm của sĩng siêu âm trong cơng nghệ cĩ thể kể như sau :
1. Khả năng nhận được năng lượng âm thanh nhờ các kỹ thuật thu âm khác nhau. a R v y P
2. Lãnh vực ứng dụng cơng nghệ siêu âm rộng lớn – Từ gia cơng kích thước đến thu nhận các mối liên kết bền chắc (Hàn, hàn thiếc, …) 3. Khai thác đơn giản và khả năng tự động hố các thiết bị cơng nghệ. Các nhược điểm chủ yếu là :
1. Giá thành của nâng lượng âm thanh cao hơn so với giá thành của các dạng năng lượng khác.
2. Phải chế ra các thiết bị và khí cụ chuyên dụng để phát, truyền và phân phối dao động siêu âm.
Dao động siêu âm luơn kèm theo hàng loạt các hiệu ứng, được ứng dụng làm cơ sở trong các quá trình gia cơng khác nhau.
Hiên tượng khí xâm thực : Phá hủy tính dày đặc của chất lỏng, sinh ra khi áp suất thấp hơn một giá trị tới hạn nào đĩ. Từ đĩ xảy ra quá trình tao khoang khí thực và bọt trong trường siêu âm trong thời gian của pha dãn nở, cĩ trong áp suất âm thanh biến thiên.
Sự hấp thu sĩng siêu âm của vật chất : là quá trình khơng đảo ngược, trong đĩ một phần năng lượng được chuyển hố thành nhiệt năng, phần năng lượng khác được chi phí làm thay đổi cấu trúc của vật chất. Sự hấp thu sinh ra do kết quả của sự ma sát tương hỗ của các phần tử, nĩ phụ thuộc vào tính chất của vật chất và tỷ lệ với bình phương của tần số.
Ma sát bề mặt : sinh ra do kết quả chuyển động của các phần tử trên bề mặt giới hạn, phân chia các mơi trường khác nhau. Các hiên tượng nêu ra ở trên là cơ sở của hàng loạt quá trình cơng nghệ.
Sự phân chia phân tử và phần tử : cĩ khối lượng khác nhau trong các huyền phù khơng đồng chất trong âm trường phụ thuộc vào thành phần huyền phù và tần số của trường.
Sự tích tụ : được tìm thấy ở sự tao ra từ sự nghiền tán (khĩi, bụi, sương mù) các hạt cĩ kích thước tương đối lớn, sự chuyển động của các phần tử khi cĩ sự tồn tại lực hút giữa chúng dẫn đến sự va đập và kết quả là chúng kết dính với nhau để trở nên lớn hơn.
Sự khử khí chất lỏng : nhờ dao động siêu âm diễn ra khi cĩ các bọt khí tách ra. Khi chuyển động, chúng kết hợp thành các bọt khí cĩ kích thước lớn hơn và bay lên.
Sự nghiền tán : là hiệu ứng ngược lại với hiệu ứng tích tụ, được thể hiện ở sự nghiền nhỏ vật chất và trộn nĩ với các vật chất khác.