超声空化场中的球旋转

根据P.Langevin对声辐射力的推算和C.Eckart的声流理论,实现了超声喷泉中一个球体的旋转和两个球体按相反方向的旋转,同时观察到这些球体的旋转随超声功率的增大而加速.这种由频率1.7 MHz和电功率45W的超声所产生的超声喷泉,可以看作是一种向上喷射的超声空化场,它拥有一种单方向的辐射力和对称的回旋声流,正是这种空化场所具有的这类典型的声学非线性特性才为球体的旋转提供了稳定的旋转力矩.     

超声空化场中的球旋转

根据P.Langevin对声辐射力的推算和C.Eckart的声流理论,实现了超声喷泉中一个球体的旋转和两个球体按相反方向的旋转,同时观察到这些球体的旋转随超声功率的增大而加速.这种由频率1.7 MHz和电功率45W的超声所产生的超声喷泉,可以看作是一种向上喷射的超声空化场,它拥有一种单方向的辐射力和对称的回旋声流,正是这种空化场所具有的这类典型的声学非线性特性才为球体的旋转提供了稳定的旋转力矩.     

染色法测量超声空化场研究

简易、形象地评定声空化强度与分布是功率超声技术应用中的重要技术.本文利用染色法测量侧置换能器清洗水槽中声空化场,通过改变功率,对多种染色载板的染色效果加以比较,给出3种适合不同功率情形使用的染色载板,并提出染色法最佳观测时间和最佳观测方法.同时,研究了变频条件下清洗水槽中的空化分布.结果表明,连续变频下获得均匀的空化场.染色法能形象描述超声清洗设备和声化学反应器中的声空化分布,并且具有简单、直观、经济、可信度高的优点,是一种实际可行的声空化定性评价方法.     

功率超声振动系统中横向振动的研究

利用耦合振动理论研究功率超声技术中大尺寸矩形截面振动系统的多维耦合振动,推出了振动系统的频率方程,分析了振动系统中横向与纵向振动之间的相互关系以及横向振动模式的分布情况,计算并测量了考虑横向振动后系统的纵向谐振频率。     

纳米颗粒结合低频低强度超声诱导EMT-6细胞凋亡

为观察碳纳米管结合低频低强度超声对EMT-6肿瘤细胞体外生长的影响,采用在细胞悬浮液中加载碳纳米管,以低频超声辐照EMT-6细胞,通过对比超声作用前后贴壁细胞显微镜照片、消化后的细胞悬浮液计数,观察细胞凋亡效果。结果发现,细胞液中加载碳纳米管,并使用低频低强度超声辐照,能够显著强化EMT-6的凋亡。实验显示,随碳纳米管浓度的加大、超声强度的提高、超声作用时间的延长,肿瘤细胞凋亡更加明显。研究表明,碳纳米管能够强化低频低强度超声诱导肿瘤细胞凋亡效果,有可能成为肿瘤治疗的一种有效手段。     

高能超声在制备颗粒增强金属基复合材料中的作用

采用高能超声处理方法制备了致密度高、增强颗粒均匀分散的ＳｉＣ／ＺＡ２２基复合材料．对复合材料制备过程中高能超声的作用机理、有效作用范围进行了分析．结果表明,在试验所用高能超声处理条件下（２０ｋＨｚ,１ｋＷ）,熔液中能造成瞬时局部高温、高压的声空化效应与具有较高速度和加速度的声流效应的协同作用,是高能超声处理技术在制备颗粒增强金属基复合材料时改善增强颗粒与基体合金润湿性,并使颗粒在合金中弥散分布的原因．而高能超声在熔体中有限的有效作用区域,要求利用该技术制备复合材料时,必须在工艺上保证熔体的各个部位均能受到高能超声的有效作用才能获得优质的复合材料     

低频低强度超声混合碳纳米管抑制小鼠EMT-6乳腺肿瘤生长研究

为观察低频低强度超声混合碳纳米管颗粒对EMT-6肿瘤细胞体内生长的影响,在小鼠肿瘤组织中注入碳纳米管溶液后,以低频低强度超声辐照EMT-6肿瘤组织,每两天进行一次注入和辐照.每天定时测量肿瘤体积、小鼠体重、进食量和进水量等,以观察各组小鼠身体状况.实验结束后,通过测量治疗组和模型组的肿瘤重量,计算肿瘤抑制率,并且对比治疗后小鼠肿瘤组织切片样本,由此观察治疗效果.结果显示,低频低强度超声混合碳纳米管颗粒,对在体EMT-6乳腺肿瘤有治疗效果,计算得到的抑制率为22.7%.研究表明,碳纳米管混合低频低强度超声能够抑制肿瘤组织生长.有可能成为肿瘤治疗的一种有效手段.     

超声场中Ag-Cu-Sb三元共晶的生长机制

在频率为35 kHz的超声场中实现了三元Ag_42.4Cu_21.6Sb₃₆共晶的液固转变. 凝固过程中合金熔体内部的声场分布表明, 在声波的传播方向上, 随着液固界面自下而上推移, 界面处液相中的声强逐渐升高. 超声场的不均匀性促使(ε +θ +Sb)三元共晶生长形态沿声波传播方向呈现出“三元离异共晶-不规则和规则三元共晶混合组织-规则三元共晶”的区域特征. 在声强最高的区域内, 空化效应引发3个共晶相独立形核, 声流有效抑制了共晶相的协同生长, 组织生长形态为粗大的三元离异共晶. 同时, 声场加速了共晶液固界面前沿的溶质传输, 降低了3个共晶相对溶质元素的固溶程度.     

医学超声治疗技术研究及其应用

对超声波技术在医学及生物领域中的应用及其机理研究进行了分析．阐述了超声治疗技术的应用现状，分析了超声波的生物效应及其在治疗疾病中的作用．着重分析了目前国内外在超声治疗技术中的一些新方法和新设备，并对超声治疗技术的发展趋势进行了展望。     

Solidification characteristics of Pb-Sb hypereutectic alloy within ultrasonic field

The solidification of Pb-16%Sb hypereutectic alloy is investigated within ultrasonic field with a fre-quency of 15 kHz. It is found that the ultrasonic field promotes crystal nucleation and terminates the further bulk undercooling of the alloy melt. Theoretical analysis shows that the cavitation effect and the forced bulk vibration are the main factors that reduce the undercooling level. With the increase of ul-trasound intensity, the primary (Sb) phase experiences a growth mode transition from faceted to non-faceted branched growth, and the macrosegregation of primary (Sb) phase is gradually sup-pressed. In addition, the microstructures of Pb-Sb eutectic exhibit a conspicuous coarsening with in-creasing ultrasound intensity, and a structural transition of “lamellar eutectic—anomalous eutectic” occurs when ultrasound intensity rises up to 1.6 W/cm2. The ultrasonic field also changes the solute distribution adjacent to the solidification front, which lowers the Pb contents in primary (Sb) phase.     

液体超声驻波声场实验研究

研究了以蒸馏水为介质的驻波声场对微小颗粒群的作用,观察了颗粒群的运动规律,并应用声流和声辐射压力理论对其进行分析.运用谱分析方法,探讨了驻波声场中的空化现象.结果表明,大部分颗粒在声压波腹处聚集,而在声压波节处明显出现了高次谐波,说明空化效应发生在声压波节处.     

Dynamic solidification of Sn-38.1% Pb eutectic alloy within ultrasonic field

The dynamic solidification of Sn-38.1% Pb eutectic alloy within an ultrasonic field is investigated at a frequency of 35 kHz.As the sample height H is reduced,the effect of ultrasound on macrosegregation becomes more prominent,and the volume fraction of spherical eutectic cells increases correspondingly.When H equals the wavelength λ in liquid alloy,the introduction of ultrasound enlarges the distribution region of the primary (Sn) phase,but reduces the domains of the Sn-Pb eutectic and primary (Pb) phases.Meanwhile,a "dendritic-equiaxed" structural transition occurs in the primary (Sn) phase,and its grain size is significantly reduced within the ultrasonic field.Once H decreases to λ/2 and λ/4,the ultrasonic field promotes crystal nucleation and suppresses further undercooling of the bulk liquid alloy.Theoretical analyses indicate that the local high pressure induced by the cavitation effect and the stirring effect due to acoustic streaming are the main factors dominating the eutectic growth mechanism during dynamic solidification.     

基于ANSYS的石英玻璃超声振动辅助微磨削温度场研究

本文对脆硬材料的超声振动辅助微磨削温度场有限元仿真进行研究。首先建立了超声振动辅助微磨削的能量分配比模型,基于能量分配比模型得到进入工件的热流量;其次,为验证理论解析模型,基于ANSYS建立了超声振动辅助微磨削的有限元模型,采用APDL语言对超声振动辅助微磨削温度场进行三维有限元仿真,仿真结果直观地揭示了三维温度场的形态特征和趋势规律。最后研究分析了不同磨削参数下石英玻璃磨削温度场的变化规律和边界尺寸效应。     

Effects of gravity field on glass forming ability in ZrTiCuNiBe alloy

The solidification and glass forming ability of Zr₄₁Ti₁₄Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5 bulk glassy forming alloy is investigated by Bridgman unidirectional solidification at different growth velocities under different gravity field orientations. Large differences in glass formation, undercooling and crystallization morphology on different solidification conditions have been found and discussed from the point of view of gravity induced convection. The results are useful for understanding the nucleation and growth in the melt and glass formation mechanism in the alloy.     

苹果片超声波预干燥传质过程试验研究

对超声波作用下苹果片预干燥过程进行了试验研究,分析了超声声强对样品预干燥速率的影响.建立了超声波预干燥过程的数学模型,模型中引入修正系数γ来反映超声波对样品内部水分扩散系数的影响.结合试验中所得样品含水率数据,计算出不同超声强度对应的修正系数,并拟合出修正系数与超声强度的关系曲线.研究结果表明,超声波有效强化了苹果片的...     

高频超声清洗中声场分布的仿真及实验研究

高频超声乃至兆声清洗广泛应用于半导体器件的超精密清洗,可以有效去除纳米颗粒污染。其中,声能在声场中的分布决定了清洗效果,包括去除均匀性和清洗对象破坏。对于矩形清洗槽内的声场分布,采用简正分解理论直接求解声压分布。结果表明,兆声声能集中于声源辐射轴所在的局部区域,声压波腹和波节分布反映声源振动面形状,而超声波声能扩散至全声场。采用水听器对超声波声场声压分布进行测量,与理论结果相符。由于截断误差和非线性空化误差的存在,理论值小于实验测量结果。     

经颅直流电刺激电极面积对球头模型中空间电场分布影响的研究

采用了广泛使用的三层球头模型,分别固定阴极和阳极矩形电极的面积为25cm₂,再分别从1cm₂到45cm₂增大阳极和阴极的电极的面积,分别得到阳极和阴极电极面积与靶点位置处电场分布的关系。最终得到特定靶点处的电场分布与阳极和阴极电极面积关系的曲线。结果表明,不同的阴阳极电极面积对特定靶点位置的电场分布有一定的影响,并且不同的靶点位置处电场分布受到影响的程度也不同。