超音波による急冷過程の増進と制御

超声波淬火过程的强化与控制

基本信息

批准号：
01550170
负责人：
飯田嘉宏
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

超音波発振機、恒温水槽、銀製試験片、試験片加熱装置、同駆動装置、温度測定系より成る実験装置およびペンレコ-ダ-等より成る計測・記録装置の実験システムを設計・製作した。次いで、水を用いて超音波非照射下でのクエンチ実験を行い、既存のデ-タと比較するなどによって実験装置の健全性を確かめ、また装置および計測システムの改良を行った。超音波照射下の実験は、振動子として40kHzのPZT型を用い、高周波入力としては300Wとした。水のサブク-ル度は20〜70℃の範囲で可変とした。別に超音波圧分布を測定し、また冷却時の様相を35mmカメラで撮影した。まず、超音波照射によって冷却過程が大幅に増進されることが明らかになった。すなわち、膜沸騰冷却時の冷却速度、クエンチ点以降の最大冷却速度が増進され、クエンチ温度が高温側に移行することが示された。また、それらの各効果に対するサブク-ル度の影響が定量的に示され、サブク-ル度が大きいときに効果が顕著なことが示された。さらに、冷却過程は4パタ-ンに分類されることが明らかにされた。また、フタル酸ジオクチルを用いて実験を行い、一定の効果があることを確かめた。以上により、超音波照射が急冷過程の増進にきわめて大きな効果を持つことおよびその量的関係が明らかにされたので、任意の冷却過程を制御・実現出来る範囲と方法について検討し、マイクロコンピュ-タを組み込んだシステムを設計した。また、超音波照射による効果の原因に関して、キャビテ-ション、膜沸騰蒸気膜界面振動と薄状化、膜沸騰の不安定化と崩壊等について考察したが、明確な機構の解明は今後の研究による。

我们设计和制造了一个实验系统，用于测量和记录设备，这些设备由超声波振荡器，恒温水族馆，银测试样品，测试样品加热设备，相同的驾驶装置，包括温度测量系统组成的实验设备和笔记录器。接下来，在没有超声辐射下使用水进行淬灭实验，并通过将其与现有数据进行比较来验证实验设备的完整性，并改善了设备和测量系统。在超声辐射下的实验中，将40kHz PZT类型用作传感器，高频输入为300W。水亚验度在20至70°C的范围内变化。另外，测量了超声波压力分布，并用35mm的摄像头拍摄了冷却方面。首先，据显示，超声辐射大大增强了冷却过程。也就是说，膜沸腾过程中的冷却速率和淬火点后的最大冷却速率增加，表明淬灭温度转移到高温侧。此外，定量显示了亚封解对每种效应的影响，表明当亚扣除程度较大时，效果很重要。此外，揭示了冷却过程分为四种模式。此外，使用邻苯二甲酸二链酰丁酯进行实验，以确认其具有一定的作用。结果，超声辐射之间的定量关系已经澄清，超声辐射对促进淬火过程具有很大的影响，并且研究了控制和实现任何冷却过程的范围和方法，并且设计了包含微型计算机的系统。此外，讨论了超声辐射作用的原因，以空腔化，薄膜沸腾的蒸气膜界面振动和变薄以及膜沸腾的不稳定性和崩溃为例，但未来的研究将有助于阐明机制。