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超聲波發(fā)主要作用
①超聲檢驗
超聲波的波長比一般聲波要短,具有較好的方向性,而且能透過不透明物質(zhì),這一特性已被廣泛用于超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術。超聲成像是利用超聲波呈現(xiàn)不透明物內(nèi)部形象的技術。把從換能器發(fā)出的超聲波經(jīng)聲透鏡聚焦在不透明試樣上,從試樣透出的超聲波攜帶了被照部位的信息(如對聲波的反射、吸收和散射的能力),經(jīng)聲透鏡匯聚在壓電器上,所得電信號輸入放大器,利用掃描系統(tǒng)可把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。上述裝置稱為超聲顯微鏡。超聲成像技術已在yi療檢查方面獲得普遍應用,在微電子器件制造業(yè)中用來對大規(guī)模集成電路進行檢查,在材料科學中用來顯示合金中不同組分的區(qū)域和晶粒間界等。聲全息術是利用超聲波的干涉原理記錄和重現(xiàn)不透明物的立體圖像的聲成像技術,其原理與光波的全息術基本相同,只是記錄手段不同而已(見全息術)。用同一超聲信號源激勵兩個放置在液體中的換能器,它們分別發(fā)射兩束相干的超聲波:一束透過被研究的物體后成為物波,另一束作為參考波。物波和參考波在液面上相干疊加形成聲全息圖,用激光束照射聲全息圖,利用激光在聲全息圖上反射時產(chǎn)生的衍射效應而獲得物的重現(xiàn)像,通常用攝像機和電視機作實時觀察。
超聲波的應用
超聲波在電子行業(yè)的應用
電子行業(yè)是超聲波清洗應用比較早,也很普及的行業(yè)。
電子零件的清洗:電子零件,如半導體管的殼座、IC的殼座、晶體的殼座、繼電器的殼座、電子管座等。
電子元器件的基體清洗:電子元器件的基體是由半導體材料制成并封裝在金屬或塑料殼座中形成的,在封裝前,不但對殼座必須清洗,而且也必須對基體進行清洗,如IC芯片、電阻、晶體、半導體、原膜電路等。
超聲波清洗在機電行業(yè)中的應用 機電行業(yè)中,從機械零件到機械部件,從電器零件到電器部件都有清洗的要求,如齒輪、曲軸乃至齒輪箱,又如電器零件上機械和電器的組合件,還有一些精密機械零件和電器零件,這些都離不開清洗,大多數(shù)企業(yè)采用的是傳統(tǒng)的清洗方法,諸如浸潤清洗、噴淋清洗。這種清洗方法不但勞動強度大,而且易造成環(huán)境污染和水資源浪費。目前,不少企業(yè)開始進行技術改造,采用超聲波清洗以消除傳統(tǒng)清洗的弊端,特別是一些形狀復雜的機械零件,是傳統(tǒng)清洗所無能為力的。
超聲波清洗在制藥工業(yè)的應用
超聲波清洗技術經(jīng)過眾多制藥企業(yè)的應用而得到廣泛使用,特別是對西林瓶、安瓶、大輸液瓶的清洗以及對丁基膠塞、天然膠塞的清洗方面,已經(jīng)得到首肯。對于瓶類的清洗,是用超聲波清洗技術代替原有的毛刷機,它經(jīng)過翻轉(zhuǎn)注水、超聲清洗、內(nèi)外沖洗、空氣吹干、翻轉(zhuǎn)等流程而實現(xiàn)的。
超聲波清洗在輕紡行業(yè)中的應用 輕工行業(yè),如空調(diào)、冷柜、冰箱中的壓縮機;鐘表零件、手表元件等;紡織行業(yè),如精密紡織器材、噴絲嘴等;珠寶行業(yè),如金銀首飾、珠寶玉器等,都需要清洗,有些零件、部件和組件,如壓縮機、噴絲嘴等或形狀復雜,或盲孔、微孔,只能由超聲波清洗,有些規(guī)模生產(chǎn)廠甚至采用超聲波鏈式或升降式成套設備。
消融針
消融針是醫(yī)學常用的工具之一,這種工具很細,是對患者進行穿刺手術造成損傷至小的東西,對于患者靜脈血的影響和損失都將很快恢復,一般第二天他們幾乎看不到針融的痕跡。甲狀腺消融針手術是一種操作安全的手術,也是目前診療甲狀腺結(jié)節(jié)常用的手段之一,我們從儀器、設備的角度說,對甲狀腺切除具有安全良好的保證措施。
首先,我們使用高分辨率超聲波儀器,現(xiàn)在好的超聲波儀器分辨率可以達到1毫米,所以甲狀腺和周圍結(jié)構都可以清晰顯示出來,并對甲狀腺進行合理的切除,避免傷害到附近的組織。另外超聲波也可以從不同的角度觀察,以進一步確保安全。另一個重要方面是超聲波超聲實時動態(tài)觀察,和其他成像方法如CT、NMR,甚至PET - CT等等一樣,是一個靜態(tài)的檢查過程。而且在超聲消融過程,消融針穿刺到結(jié)節(jié)部位就會開始融化,可見提示有熱形成的白霧。
還有另一個重要方面是,超聲波可以觀察到組織內(nèi)的血液流動。通過觀察血液流動,我們可以避開重要的血管,它還可以觀察消融后的效果,康復后結(jié)節(jié)內(nèi)血流消失,而結(jié)節(jié)部位完全融化。此外,別小看這一個消融針,其科技含量非常高。首先是針體的高質(zhì)量。針體從日本進口,涂以聚四氟乙烯(不粘鍋的涂料),確保針不會在加熱與組織粘連。并且在手術過程中只有針尖發(fā)燒。針10厘米長,但只有針尖發(fā)燒(5毫米長),其余部分不熱??梢源_保消融結(jié)節(jié)過程的安全,避免熱損傷對正常組織的穿刺。
準確的溫度控制,確保溫度在一定范圍,超過范圍時,儀器會自動停止工作,以保證病患的安全。需要強調(diào),即使是精良的設備也需要人來操作,同樣的事情在不同的手法上是不同的,做好甲狀腺切除,不僅需要手術醫(yī)生的技術。出現(xiàn)了甲狀腺結(jié)節(jié)的做法是要及時的到正規(guī)的醫(yī)院接受檢查和手術,避免對身體造成更為嚴重的影響,出現(xiàn)各種后遺癥。
?異種金屬材料超聲波焊新進展
異種金屬材料超聲波焊新進展
超聲波焊接近幾年被廣泛應用在焊接鋁-銅、低碳鋼和鋁-鎂合金、鋁-鋅等異種金屬的焊接。國內(nèi)的王軍、賀占蜀[9]等人對鋁片-銅管太陽能集熱板超聲波焊接進行了研究,研究推導出這種焊接方法的4個重要機理,就是材料塑性變形、機械嵌合、金屬“鍵合”以及原子擴散,這4個機理相互聯(lián)系、相互影響著焊接的質(zhì)量。聶中明和傅莉[10]對CdZnTe接觸電極與引線的超聲波焊進行了研究,研究表明實現(xiàn)CZT接觸電極與引線超聲波焊接的工藝參數(shù)為楔入壓力0.882N和0.588N, 焊接功率1.5W,焊接時間20ms,尾絲長度0.5~1.1mm,拉弧高度適中。
國外的Shinichi Matsu-oka[11]等人對鋁/銅進行了水下超聲波焊接實驗,其結(jié)果表明超聲波焊接的接頭強度與焊接的條件沒關系,但是在水下焊接時需要較大的壓力和較長的焊接時間。TakehikoWatanabe[12]等人對SS400低碳鋼和含鎂的A5052鋁合金的超聲波焊進行了研究,研究表明當焊接時間為1s、靜壓力為588N時,焊接接頭強度達到并且接頭強度的大小隨著靜壓力的減少而減小。等人對鋅和鋁的超聲波焊進行了研究, 研究表明在焊接溫度為513K時,界面結(jié)構增加了界面擴散和Al-Zn固溶體,用EDS分析所得擴散速率為1.9μm2/s。