在冶金金属粉末筛分过程中,超声波振动换能器振子的性能直接影响筛分效率和精度。传统机械振动筛分易导致粉末团聚、筛网堵塞等问题,而
超声波振子的高频微幅振动不仅能有效破坏粉末间的吸附力,还能显著提升筛分均匀性。
为进一步优化振子性能,需从材料选择与结构设计两方面入手。首先,压电陶瓷作为核心驱动材料,其居里温度、机电耦合系数及机械品质因数需与高频工况匹配。例如,采用锆钛酸铅(PZT-8)可兼顾高温稳定性和高能量转换效率。其次,振子的纵向振动模态需通过有限元仿真精确调控,避免横向谐振干扰。通过变幅杆结构的阶梯型设计,可将振幅放大至5–20μm,同时降低节点处的机械应力,延长使用寿命。此外,工业应用中需解决振子的散热与密封问题。在连续筛分过程中,可通过循环水冷系统控制压电陶瓷温升,而氟橡胶密封圈能有效隔绝金属粉末侵入。未来,结合自适应频率追踪技术,振子可实时匹配筛网负载变化,进一步降低能耗。这一技术突破将为超细粉末(如3D打印用钛合金粉)的高效分级提供更可靠的解决方案。