一种确定液态金属空化阈值的方法技术

一种确定液态金属空化阈值的方法，本发明专利技术涉及液态金属的声空化领域。本发明专利技术要解决目前无法确定液态金属空化阈值的技术问题。方法：使用高速摄影对液态金属超声辅助铺展过程母材/液态金属界面的空化特征进行拍摄，空化拍摄后可对液滴铺展前沿的无法发生空化的区域进行测量，通过有限元模拟的方法对液滴铺展过程进行模拟，并对无法发生空化区的边缘的声压进行提取，即空化阈值。该方法操作简单，成本低，且结果准确；不受液态金属成分的限制，使用范围广。本发明专利技术用于确定液态金属空化阈值。

【技术实现步骤摘要】
一种确定液态金属空化阈值的方法
本专利技术涉及液态金属的声空化领域。
技术介绍
液体的声空化现象在超声清洗、超声萃取、超声催化、超声碎石以及超声熔体处理等过程有着极为广泛的应用，它不仅可以加速化学反应速度，提高萃取和催化效率，还可以细化熔体组织，提高超声焊接效率等。声空化指的是液体内部的微小气泡在超声波作用下经历的一系列形核、长大、振荡以及最终溃灭的过程。空化泡的溃灭会产生一系列局部、极端、瞬时的现象，如上千度的高温，上百兆帕的压力以及几百米/秒的液体速度等。超声空化的工业应用大多依赖于空化泡溃灭过程时形成的这一系列极端物理现象。液体的空化阈值一般认为是液体内部能够发生声空化现象所需的最低声强。了解不同液体的空化阈值，对超声清洗、催化、萃取等许多过程有着极为重要的意义。一般来说，不同液体因其物理化学性质不同因此其空化阈值也各不相同。对于水溶液来说，其透明性这一特征使得其空化观察以及空化阈值的确定相对简单。对于液态金属来说，本身不透明性使得对其声空化的观察困难较大。然而，液态金属的超声处理在现代工业中的应用极为广泛，其包括超声钎焊，超声除本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定液态金属空化阈值的方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：/n一、将常温下为液态的待测液态金属的液滴放在确定液态金属空化阈值装置的透明玻璃上；/n或者将常温下非液态的金属放置在确定液态金属空化阈值装置的透明玻璃上，然后将金属加热为液态，即为待测液态金属；/n二、开启超声，并采用高速摄像机对待测液态金属的液滴的铺展过程进行拍摄；/n三、选取步骤二拍摄的照片，并记录照片中液滴前沿未发生声空化的宽度及拍摄时刻；/n四、利用有限元软件模拟待测液态金属的铺展过程；/n五、将步骤三选取的照片与步骤四模拟的铺展过程中的时刻对应，结合液滴前沿未发生声空化的宽度，得到液滴未空化边缘区域的声压值，即...

【技术特征摘要】
1.一种确定液态金属空化阈值的方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：
一、将常温下为液态的待测液态金属的液滴放在确定液态金属空化阈值装置的透明玻璃上；
或者将常温下非液态的金属放置在确定液态金属空化阈值装置的透明玻璃上，然后将金属加热为液态，即为待测液态金属；
二、开启超声，并采用高速摄像机对待测液态金属的液滴的铺展过程进行拍摄；
三、选取步骤二拍摄的照片，并记录照片中液滴前沿未发生声空化的宽度及拍摄时刻；
四、利用有限元软件模拟待测液态金属的铺展过程；
五、将步骤三选取的照片与步骤四模拟的铺展过程中的时刻对应，结合液滴前沿未发生声空化的宽度，得到液滴未空化边缘区域的声压值，即为待测液态金属的空化阈值，完成所述一种确定液态金属空化阈值的方法。


2.根据权利要求1所述的一种确定液态金属空化阈值的方法，其特征在于所述确定液态金属空化阈值装置包括超声工具头(1)、母材(2)、透明玻璃(3)和高速摄像机(4)，其中透明玻璃(3)替换部分母材(2)，并且透明玻璃(3)与母材(2)紧密贴合，超声工具头(1)紧密贴合在母材(2)上表面，待测液态金属(5)放置在透明玻璃(3)上，高速摄像机(4)位于的透明玻璃(3)下方，高速摄像机(4)镜头设置在待测液态金属(5)的正下方，并朝向待测液态金属(5)。

【专利技术属性】
技术研发人员：李政玮，许志武，闫久春，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23