کاربرد ماورای صوت در صنعت

omarekhayam

کاربرد ماورای صوت در صنعت

بیشتر لوکوموتیوها از سامانه هیبریدی دیزل الکتریکی بهره می برند و یا اتوبوسهایی که با همین سامانه دیزل الکتریکی کار می کنند.

علم صوت - به معنای وسیع کلمه - تولید و تراگسیل و دریافت انرژی به صورت ارتعاش در ماده است. اگر اتمها و ملکولهای شاره یا جامد از اوضاع طبیعی خود تغییر مکان یابند، نیروی الاستیک در آن پدید می آید که مربوط به سختی جسم است و می‌خواهد جسم را به حالت نخست باز گرداند. این نیرو را «نیروی برگرداننده» می گویند. تأثیر این نیروی الاستیک برگرداننده توأم با خاصیت اینرسی دستگاه ماده را برای ارتعاشهای نوسانی و در نتیجه تراگسیل موجهای آکوستیکی مناسب می‌سازد. امواج صوتی امواجی مادی است که ممکن است طولی و هم عرضی باشد. در شاره ها، به صورت طولی است؛ و در محیطهای دیگر هم به صورت طولی و هم به صورت عرضی است؛ یعنی بفرض اگر صوت وارد ماده ای جامد شود، به موج طولی و عرضی با سرعتهای متفاوت تجزیه می‌شود.

امواج ماورای صوت را می‌توان به روشهای مکانیکی و الکتریکی و مغناطیسی تولید کرد. ابزار مکانیکی تولید ماورای صوت عبارت است از:
سیرن ، مولد الکتریکی ، مولد مغناطیسی، نوسانگر پیزو الکتریک، نوسانگر مانیتواستریکتیو؛ که درباره برخی از آنها که کاربرد وسیعی دارند شرح مختصری می‌دهیم.

کاربرد ماورای صوت در تولید آلیاژها:
از امواج ماورای صوت می توان در به هم آمیختن فلزات برای تولید آلیاژهای مناسب بهره گرفت. روش استفاده به این ترتیب است که - به نسبتی که می خواهیم آلیاژ تهیه کنیم - فلزات مذاب را روی هم می ریزیم و آنها را در مسیر امواج با طول موج زیاد قرار می دهیم. در این صورت، جنبش ملکولی ذرات افزایش می یابد و فلزات با هم می آمیزند و در همین موقع است که مخلوط را بتدریج سرد می کنند و آلیاژ مورد نظر را به دست می آورند.

«اشمید» و «ارت»، فیزیکدانان آلمانی، از آزمایشهای خود درباره به هم آمیختن فلزات به نتایج جالبی رسیدند. آنها با عبور دادن ماورای صوت از دو فلز سرب و آلومینیوم آلیاژی تهیه کردند که کارایی چکش خواری و مفتول شدن آن بسیار زیاد بود. آنها توانستند سرب را به نسبت 25% در آلومینیوم پخش کنند. دانه های سرب پخش شده در آلومینیوم قطری در حدود 50 میکرون خواهد داشت.

تشخیص شکاف و حفره در فلزات:
پیش از این، پرتو ایکس را برای تشخیص ترکیدگی و وجود حفره هایی هوایی در فلزات به کار می برند؛ ولی در مورد قطعات خیلی ضخیم فلزات استفاده از این پرتو عملی نیست؛ زیرا پرتو ایکس جذب فلزات می شود، اما با استفاده از امواج ماورای صوت با طول موج بالا می توان محل شکاف یا حباب هوا را مشخص کرد.

سوراخ کردن مواد سخت:
چنانچه امواج ماورای صوت با طول موج بالا را در نقطه ای خاص از فلز و یا بلوری متمرکز کنیم، انرژی این امواج سبب بالا رفتن دمای آن نقطه می شود و - در نتیجه - آن نقطه ذوب می شود و به آسانی سوراخ می گردد. برای سوراخ کردن مواد سخت، مته های مخصوص به کار می برند. در این مته ها، سر مته حرکت دورانی ندارد و تنها نوسان می کند.
سایر کاربردهای ماورای صوت در صنعت:
علاوه بر موارد بالا، امواج ماورای صوت را برای تعیین ضخامت فلزی در موقع کار و نیز جوش دادن فلزات و نیمه هادی ها به کار می برند. بعضی از انواع جوشکاری فقط با این امواج امکانپذیر است. برای نمونه، در کپسولهای فضایی بدنه داخلی از فولاد کرم نیکل و بدنه خارجی از آلومینیوم است که این دو قطعه به کمک امواج ماورای صوت انجام می شود.

منبع:
http://www.machine-tools.blogfa.com/post-5.aspx

مهرداد پرويز

مقاله خيلي خوبي بود. ممنون