本實(shí)用新型屬于材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種利用功率超聲制備多孔金屬材料的裝置。

背景技術(shù)：

多孔材料是一種新興材料體系，其最顯著的特點(diǎn)，是具有規(guī)則排列、大小可調(diào)的孔道結(jié)構(gòu)，其獨(dú)有的機(jī)械、吸附、滲透、光電及生物活性等特性，在結(jié)構(gòu)及光電材料、吸附及分離介質(zhì)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。

多孔材料制備的零件在降低密度的同時(shí)還能提高強(qiáng)度和剛度，并具有較高的沖擊韌性，其中各種合金的多孔材料在高速列車上有廣泛的應(yīng)用，在減輕車廂重量的同時(shí)提高了抗沖擊性能和隔音效果，做到了節(jié)能環(huán)保。

熔體發(fā)泡法作為制備多孔金屬材料的重要方法，它具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、空隙率高等優(yōu)點(diǎn)。但是熔體發(fā)泡法制備出來的孔徑大多在毫米級(jí)別，且工藝不穩(wěn)定，更為重要的是，該方法容易污染金屬液，使得該技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用受到了限制。因此，為了得到孔徑更小、不易被污染的多孔金屬材料，可以應(yīng)用功率超聲的空化效應(yīng)，在熔體中產(chǎn)生微米級(jí)別的超聲空化泡，從而制備出微米級(jí)別的多孔金屬材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的為了解決現(xiàn)有的制備多孔金屬材料的裝置制備出來的多孔金屬材料的孔徑較大和制備過程中易于污染金屬液的問題，提供一種利用功率超聲制備多孔金屬材料的裝置。

一種利用功率超聲制備多孔金屬材料的裝置，它包括攪拌裝置、第一金屬空腔、金屬液進(jìn)口、功率超聲裝置、聯(lián)通管道、第一控制閥、轉(zhuǎn)換裝置、快速冷卻裝置，所述的攪拌裝置由發(fā)動(dòng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)變幅桿、旋轉(zhuǎn)頭三部分組成，所述的功率超聲裝置由功率超聲發(fā)生器、功率超聲工具桿兩部分組成，所述的轉(zhuǎn)換裝置由第二金屬空腔、第二控制閥、金屬液出口三部分組成，所述的金屬液進(jìn)口與所述的第一金屬空腔相連接，所述的攪拌裝置中的旋轉(zhuǎn)頭伸入到所述的第一金屬空腔的中線偏上的位置，所述的功率超聲裝置中的功率超聲工具桿位于所述的第一金屬空腔中靠近空腔底部1/3處，所述的第一金屬空腔與所述的第二金屬空腔通過所述的聯(lián)通管道相連接，所述的第一控制閥安裝在所述的聯(lián)通管道上，所述的第二控制閥安裝在所述的金屬液出口處。

所述的金屬液進(jìn)口是該裝置中的唯一金屬液進(jìn)口，熔煉好的金屬液通過所述的金屬液進(jìn)口進(jìn)入所述的第一金屬空腔；

所述的功率超聲裝置在金屬液到達(dá)一定的高度后被開啟，發(fā)射20~40kHz的功率超聲，使金屬液發(fā)生超聲空化效應(yīng)而產(chǎn)生大量的超聲空化泡；

所述的攪拌裝置在所述的功率超聲裝置開啟一段時(shí)間，并得到足夠的超聲空化泡后被啟動(dòng)，直到金屬液中的超聲空化泡分布均勻；

當(dāng)所述的第一金屬空腔中的超聲空化泡未在金屬液中分布均勻之前，所述的第一控制閥是被關(guān)閉的，當(dāng)分布均勻時(shí)，開啟所述的第一控制閥，使金屬液平緩流入所述的第二金屬空腔中，此時(shí)可以從所述的金屬液進(jìn)口繼續(xù)注入金屬液，并進(jìn)行超聲空化和攪拌；

為了防止直接從所述的第一金屬空腔流出來的金屬液流不夠平穩(wěn)，導(dǎo)致上層未空化的金屬液與下層已空化的金屬液混合，所述的第二控制閥在所述的第二金屬空腔中的金屬液面沒有達(dá)到一定的高度前是關(guān)閉的，當(dāng)金屬液容量達(dá)到預(yù)定的數(shù)值時(shí)，開啟所述的第二控制閥，使金屬液從所述的金屬液出口流出；

所述的快速冷卻裝置在金屬液從所述的金屬液出口流出之前開始工作，在所述的快速冷卻裝置中可以進(jìn)行定向凝固。

所述的攪拌裝置和所述的功率超聲裝置也可同時(shí)進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行，也可以進(jìn)行單件的多孔材料制備。

所述的第一金屬空腔與所述的第二金屬空腔也可由耐高溫的非金屬材料制成。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果：

由于采用功率超聲使金屬液發(fā)泡，本實(shí)用新型制備的多孔金屬材料的孔徑更加細(xì)小，且在制備過程中不用加入其他試劑，避免了金屬液被污染和缺陷的產(chǎn)生，提高了多孔金屬材料的機(jī)械性能，同時(shí)達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型所述的一種利用功率超聲制備多孔金屬材料的裝置的構(gòu)成示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面根據(jù)附圖1詳細(xì)闡述本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式。

具體實(shí)施方式：參見附圖1，一種利用功率超聲制備多孔金屬材料的裝置，它包括攪拌裝置1、第一金屬空腔2、金屬液進(jìn)口2-1、功率超聲裝置3、聯(lián)通管道4、第一控制閥5、轉(zhuǎn)換裝置6、快速冷卻裝置7，所述的攪拌裝置1由發(fā)動(dòng)機(jī)1-1、旋轉(zhuǎn)變幅桿1-2、旋轉(zhuǎn)頭1-3三部分組成，所述的功率超聲裝置3由功率超聲發(fā)生器3-1、功率超聲工具桿3-2兩部分組成，所述的轉(zhuǎn)換裝置6由第二金屬空腔6-1、第二控制閥6-2、金屬液出口6-3三部分組成，所述的金屬液進(jìn)口2-1與所述的第一金屬空腔2相連接，所述的攪拌裝置1中的旋轉(zhuǎn)頭1-3伸入到所述的第一金屬空腔2的中線偏上的位置，所述的功率超聲裝置3中的功率超聲工具桿3-2位于所述的第一金屬空腔2中靠近空腔底部1/3處，所述的第一金屬空腔2與所述的第二金屬空腔6-1通過所述的聯(lián)通管道4相連接，所述的第一控制閥5安裝在所述的聯(lián)通管道4上，所述的第二控制閥6-2安裝在所述的金屬液出口6-3處。

所述的金屬液進(jìn)口2-1是該裝置中的唯一金屬液進(jìn)口，熔煉好的金屬液通過所述的金屬液進(jìn)口2-1進(jìn)入所述的第一金屬空腔2；

所述的功率超聲裝置3在金屬液到達(dá)一定的高度后被開啟，發(fā)射20~40kHz的功率超聲，使金屬液發(fā)生超聲空化效應(yīng)而產(chǎn)生大量的超聲空化泡；

所述的攪拌裝置1在所述的功率超聲裝置3開啟一段時(shí)間，并得到足夠的超聲空化泡后被啟動(dòng)，直到金屬液中的超聲空化泡分布均勻；

當(dāng)所述的第一金屬空腔2中的超聲空化泡未在金屬液中分布均勻之前，所述的第一控制閥5是被關(guān)閉的，當(dāng)分布均勻時(shí)，開啟所述的第一控制閥5，使金屬液平緩流入所述的第二金屬空腔6-1中，此時(shí)可以從所述的金屬液進(jìn)口2-1繼續(xù)注入金屬液，并進(jìn)行超聲空化和攪拌；

為了防止直接從所述的第一金屬空腔2流出來的金屬液流不夠平穩(wěn)，導(dǎo)致上層未空化的金屬液與下層已空化的金屬液混合，所述的第二控制閥6-2在所述的第二金屬空腔6-1中的金屬液面沒有達(dá)到一定的高度前是關(guān)閉的，當(dāng)金屬液容量達(dá)到預(yù)定的數(shù)值時(shí)，開啟所述的第二控制閥6-2，使金屬液從所述的金屬液出口6-3流出；

所述的快速冷卻裝置7在金屬液從所述的金屬液出口6-3流出之前開始工作，在所述的快速冷卻裝置7中可以進(jìn)行定向凝固。

所述的攪拌裝置1和所述的功率超聲裝置3也可同時(shí)進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行，也可以進(jìn)行單件的多孔材料制備。

所述的第一金屬空腔2與所述的第二金屬空腔6-1也可由耐高溫的非金屬材料制成。

本實(shí)施方式只是對(duì)本專利的示例性說明，并不限定它的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以對(duì)其局部進(jìn)行改變，只要沒有超出本專利的精神實(shí)質(zhì)，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。