Công nghệ siêu âm bắt đầu được ứng dụng trong lĩnh vực y tế vào những năm 1950 và 1960, nhưng sau đó cũng đạt được những tiến bộ lớn. Hiện nay, ngoài ứng dụng trong lĩnh vực y tế, công nghệ siêu âm đã trưởng thành trong ngành công nghiệp bán dẫn, công nghiệp quang học, công nghiệp hóa dầu và các khía cạnh khác, nhưng chủ yếu sử dụng các đặc tính định hướng tốt và khả năng thâm nhập mạnh để thực hiện công việc vệ sinh.

Công nghệ siêu âm đã trở thành một phương tiện tăng cường ngày càng quan trọng. Ngoài các ứng dụng nêu trên, nó còn có tiềm năng ứng dụng tuyệt vời trong các lĩnh vực khác cần được phát triển.

Nguyên lý của quá trình luyện kim gia cường bằng siêu âm:

Như chúng ta đã biết, “ba chuyển và một phản ứng” trong quá trình luyện kim là yếu tố thiết yếu ảnh hưởng đến hiệu quả, tốc độ và công suất của quá trình, đồng thời cũng tóm tắt toàn bộ quá trình sản xuất luyện kim và hóa chất. Cái gọi là “ba chuyển” ám chỉ sự truyền khối, truyền động lượng và truyền nhiệt, còn “một phản ứng” ám chỉ quá trình phản ứng hóa học. Về bản chất, cách cải thiện quá trình luyện kim nên bắt đầu từ cách cải thiện hiệu quả và tốc độ của “ba chuyển và một phản ứng”.

Theo quan điểm này, công nghệ siêu âm đóng vai trò tốt trong việc thúc đẩy quá trình truyền khối lượng, động lượng và nhiệt, chủ yếu được xác định bởi các đặc tính vốn có của siêu âm. Tóm lại, việc ứng dụng công nghệ siêu âm trong quá trình luyện kim sẽ có ba tác dụng chính sau:

1、 Hiệu ứng sủi bọt

Hiệu ứng tạo bọt khí là quá trình động của sự phát triển và sụp đổ của các bong bóng khí siêu nhỏ có trong pha lỏng (tan chảy, dung dịch, v.v.) khi áp suất âm thanh đạt đến một giá trị nhất định. Trong quá trình phát triển, vỡ và tiêu diệt các bong bóng siêu nhỏ được tạo ra trong pha lỏng, các điểm nóng xuất hiện trong không gian nhỏ xung quanh máy tạo bọt, tạo ra vùng nhiệt độ và áp suất cao để thúc đẩy phản ứng.

2、 Tác dụng cơ học

Hiệu ứng cơ học là hiệu ứng tạo ra bởi siêu âm di chuyển về phía trước trong môi trường. Rung động tần số cao và áp suất bức xạ của siêu âm có thể hình thành sự khuấy động và dòng chảy hiệu quả, để hướng dẫn môi trường có thể đi vào trạng thái rung động trong không gian truyền của nó, để tăng tốc quá trình khuếch tán và hòa tan các chất. Hiệu ứng cơ học kết hợp với rung động của các bong bóng rỗng, tia mạnh và va chạm vi mô cục bộ được tạo ra trên bề mặt rắn có thể làm giảm đáng kể sức căng bề mặt và ma sát của chất lỏng và phá hủy lớp ranh giới của giao diện rắn-lỏng, để đạt được hiệu ứng mà khuấy cơ học tần số thấp thông thường không thể đạt được.

3、 Hiệu ứng nhiệt

Hiệu ứng nhiệt là nhiệt lượng tỏa ra hoặc hấp thụ bởi hệ thống trong quá trình biến đổi ở một nhiệt độ nhất định. Khi sóng siêu âm lan truyền trong môi trường, năng lượng của nó sẽ liên tục được hấp thụ bởi các hạt môi trường, để chuyển đổi thành năng lượng nhiệt và thúc đẩy quá trình truyền nhiệt trong quá trình phản ứng.

Thông qua hiệu ứng độc đáo của công nghệ siêu âm, có thể cải thiện hiệu quả và tốc độ của “ba truyền và một phản ứng” trong quá trình luyện kim, cải thiện hoạt động khoáng sản, giảm lượng nguyên liệu thô và rút ngắn thời gian phản ứng, để đạt được mục đích tiết kiệm năng lượng và giảm tiêu thụ.