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      超聲波清洗歷史回顧

      2022-02-21 17:03
      超聲波清洗技術是多學科交叉的產物,也是隨著各種新原理﹑新材料﹑新技術的出現而逐漸完善的。如壓電陶瓷等新材料科學與技術的發展促使“電-聲換能器”得到大規模生產與應用;又如半導體材料及電力電子科技的發展,突破了研制功率超聲發生器的瓶頸,使清洗工業中急需的大功率驅動控制器得以實用化。

      超聲波清洗技術的發展可以分為兩個階段﹐即超聲波清洗基礎理論階段、具有實用價值的應用階段。

      (1)超聲波清洗基礎理論階段
      自1880年居里兄弟發現壓電效應以來,壓電學已成為現代科學與技術的一個重要領域.它研究的是機電相互作用及能量的耦合和轉換,對晶體結構的對稱性與壓電和鐵電性的關系有較為深刻的認識,但壓電換能器最早應用于工程是僅作為濾波器件的石英晶體諧振器,壓電效應在工程中應用也只局限于水聲和電聲器件。

      第一次世界大戰期間,法國著名物理學家保羅·朗之萬(Langevin)發明了“鋼-石英-鋼”結構的夾心壓電換能器,成功在水中進行了發射和接收頻率較低的超聲波實驗,標志著人類正式對超聲波技術的應用展開研究。

      直到20世紀40年代初,美國和蘇聯的科學家幾乎同時發現了BaTiO,陶瓷的鐵電性,而BaTiO。鐵電性的發現無論在理論上還是在應用上對壓電陶瓷的發展均具有重要意義。

      20世紀50年代初﹐H.B.Miller對換能器做出了巨大改進,發展了加預應力的復合換能器,為功率超聲波技術的工業應用奠定了基礎。

      早期超聲波理論認為,超聲波清洗的實質是超聲波產生的氣泡起到的清洗作用。日本清洗工程研究會創始人柴野佳英通過反復試驗證實真正發揮清洗作用的是真空的氣穴,而并非是超聲波中的疏密波通過簡單的氣體爆發而產生的氣泡;同時,也驗證了超聲波產生的氣泡抑制甚至消除超聲波晴洗的效果。1987年,柴野佳英繼這一項重大發現后公開發表了超聲波清洗的基本理論。根據這一理論,柴野佳英研制出的超聲波清洗設備技術領先,其能有效地控制氣穴現象的發生位置、發生密度、發生效率和沖擊力等。

      (2)具有實用價值的應用階段
      利用超聲波清洗器件起始于20世紀50年代初﹐主要應用于電子,光學和醫藥等領域,超聲波清洗技術實用性很強,涉及范圍廣,大到機械零部件,小到半導體器件等的清洗,久而久之俗稱其為“無刷清洗”。

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