機(jī)械振動對液態(tài)金屬表面張力的影響.pdf

1、表面張力是表面化學(xué)、材料冶金等眾多學(xué)科中重要的物理化學(xué)參數(shù),在金屬的精煉提取、復(fù)合材料和功能材料的制備、電鍍與涂料、表面活性劑的應(yīng)用、生物膜領(lǐng)域與表面張力都有密切的關(guān)系,振動鑄造是在傳統(tǒng)的鑄造工藝中外加了振動場,這種鑄造工藝得到了廣泛的研究,而在鑄造合金熔化、澆注、凝固和成型過程中都存在表面張力的影響,學(xué)者們對表面張力開展了廣泛的研究和探討。
　　在這些研究中發(fā)現(xiàn):機(jī)械振動的作用會對金屬的充型能力、熱裂紋、脫氣、夾雜物有很大的影響

2、,而這些結(jié)果中大多是定性的理論分析,也很少進(jìn)行理論上的驗(yàn)證,而對表面張力的影響因素研究中主要包括物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、溫度、壓力、組分等,也研究了表面張力與其熔點(diǎn)、電子密度、元素序數(shù)的關(guān)系,磁場以及電場的作用也有研究,但是對于振動場的研究很少,通過對以上的分析進(jìn)行的研究的主要有:
　　對表面張力的測量方法進(jìn)行了研究,將傳統(tǒng)的最大泡壓法進(jìn)行了改進(jìn),采用了雙毛細(xì)管測量方法以及通過振動毛細(xì)管的方法,設(shè)計(jì)一套表面張力測量的裝置,實(shí)現(xiàn)了振動場下的表面

3、張力的測量。
　　通過自行設(shè)計(jì)的表面張力裝置對鋁以及A356鋁合金表面張力進(jìn)行了測量,實(shí)驗(yàn)得到鋁的表面張力為0.8542N·m-1,實(shí)驗(yàn)誤差在±0.02N·m-1,根據(jù)氣泡壓力曲線的分析,提出了采用壓力峰值進(jìn)行表面張力的計(jì)算,得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)值接近,相對誤差在0.8％。
　　研究了機(jī)械振動的頻率對表面張力的影響,液態(tài)鋁在720℃的表面張力為0.8542N·m-1,在考慮振動負(fù)壓的影響測得出20Hz、35Hz、40Hz振動

4、頻率下的表面張力分別為0.7641N·m-1、0.7201N·m-1、0.6612N·m-1,在振動頻率為40Hz的情況下表面張力降低了0.1930N·m-1,表面張力的振動頻率影響系數(shù)為0.0048,這種影響甚至大過于溫度對其的影響,表面張力的溫度影響系數(shù)一般在0.0002這表明表面張力受到外力場振動頻率對表面張力有著很大影響。
　　對振動頻率對表面張力系數(shù)影響機(jī)理進(jìn)行了探討,根據(jù)弗倫克爾表面張力的雙電層理論,界面處金屬粒子的運(yùn)