[发明专利]一种金属悬浮液超声场强耦合悬浮驱动装置及其使用方法

权利要求书

1.一种金属悬浮液超声场强耦合悬浮驱动装置，包括上超声波发生器、上超声波换能器、上变幅杆、上耦合辐射块、铸模和保温炉；上超声波发生器通过导线连接上超声波换能器，上超声波换能器、上变幅杆和上耦合辐射块按顺序依次装配在一起；上耦合辐射块位于铸模内部；其特征在于该装置还包括下超声波发生器、下超声波换能器、下变幅杆和下耦合辐射块；下超声波发生器通过导线连接下超声波换能器，下超声波换能器、下变幅杆和下耦合辐射块按顺序依次装配在一起；铸模的底部设有底孔，下耦合辐射块位于铸模底部的底孔内部，且下耦合辐射块的顶面与铸模内底面处于同一水平面；保温炉套在铸模外；上变幅杆和下变幅杆外分别套有上水冷套和下水冷套；上耦合辐射块和下耦合辐射块之间的距离为λ/2的正整数倍，λ为上超声波发生器和下超声波发生器所发射的超声波波长；所述的上耦合辐射块和下耦合辐射块的轴线为同一轴线，上耦合辐射块和下耦合辐射块的轴线与水平面垂直，上耦合辐射块和下耦合辐射块呈轴对称形状装配；所述的上超声波发生器和下超声波发生器均为他激式超声波发生器，谐振频率为16～100KHz。

2.一种权利要求1所述的装置的使用方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)将金属熔液置于铸模内，金属熔液的液面与上耦合辐射块的底端面位于同一水平面上；(2)制备金属复合材料或进行合金化反应时，通过上超声波发生器和下超声波发生器分别向上超声波换能器和下超声波换能器提供超声波电能，上超声波换能器和下超声波换能器分别向上变幅杆和下变幅杆发射超声波声能，超声波通过上变幅杆和下变幅杆进行振幅放大后，再通过上耦合辐射块和下耦合辐射块将超声波能量耦合到金属熔液中；同时向上水冷套和下水冷套内通水，控制上变幅杆和下变幅杆的表面温度为30～80℃；上超声波发生器和下超声波发生器所发射的声波的频率差值Δf在0～0.1Hz之间，上耦合辐射块和下耦合辐射块发射的超声波的声强密度为所处理合金熔液空化时声强阈值的150～200％，在此条件下保持20～30min，然后将声强密度降低至所处理的合金熔液空化时声强阈值的80～90％，保持20～30min。