超声波技术应用现状(4)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　山　西　化　工　　　　　　　　　　　　　　　　　2007年2月 28

点,十分直观,使用方便,诊断正确率高。近年来,B型超声显像仪已被用于许多脏器的检查。利用超声多普勒效应来测量血流速度的仪器称为多普勒血流仪。由超声发生器发出的超声波通过探头输出进入血管,经血液中红血球的散射回声信号的多普勒频移,可以测量红血球的运动速度,继而得到血流速度。多普勒血流仪可用于了解血液动力学方面的生理病理状况,如心脏运动状况及血管中是否存在栓塞等。

超声技术在医学上还可用来治疗疾病[23]。利用强度较低的超声波的热效应、机械效应等对疾病部位进行“加热”和机械刺激称为超声理疗,主要包括超声按摩、超声针灸及超声热疗。利用较强的超声波的剧烈作用来切断、破坏某些组织称为超声手术,主要有超声碎石和超声手术刀。2.6　超声波技术在军事中的应用超声波在军事中的应用主要运用超声波方向性好的特性。由于超声波基本上是沿直线传播的,可以定向发射,如果渔船载有水下超声波发生器,转着向各个方向发射超声波,会反射回来,了,。在现代高科技中,,但在水中依然采用落后的声纳技术,这主要是因为海水有良好的导电性,对电磁波的吸收能力很强,雷达无法探测水下作战目标的方位和距离,超声波在空气中衰减较快,而在固体、液体中的衰减却很小,这正好与电磁波相反,在这种情况下,声纳技术可以发挥巨大的威力。由于海水吸热能力太强,使红外线技术无用武之地;又由于水的透光能力差,吸收光能力很强,故光学设备如望远镜也使用不上。因此,声纳技术在特殊领域中占有不可取代的地位。2.7　超声波技术在电镀工业中的应用

超声波技术在电镀工业中主要利用超声波的空化作用,表现在:1)空化产生的冲击波对电极表面进行彻底清洗;2)使氢气形成空化泡,从而加快氢气的析出;3)超声波空化所产生的高速微射流强化了溶液的搅拌作用,加强了离子的运输能力,减小了分散层厚度和浓度梯度,降低了溶液极化,加快了电极过程,优化了电镀操作条件。实验表明,超声波空化不仅提高了镀覆速度和效率,同时也提高了镀层的质量,它必将在工业生产中发挥越来越大的作用。2.8　超声波技术在纳米材料制备中的应用

纳米材料是纳米科学中的一个重要研究发展方

向,在越来越多的领域中受到重视,成为材料科学研究的热点。近年来,声空化作用引起的特殊物理和化学环境为科学家制备纳米材料提供了新的途径,声空化方法正成为制备具有特殊性能材料的一种新技术,这其中包括超声化学法、超声雾化法等。这些方法的出现,扩展了纳米材料的制备技术,为纳米科学技术注入了新的活力。

著名声化学家Suslick[24]的研究小组在纳米结构材料的制备和合成方面做了大量的工作,如在0℃时用超声辐照Fe(CO)3的癸烷溶液时可产生暗黑色的铁粉末。经元素分析可知,粉末中铁的质量分数为96%以上;扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)的结果证实,这种材料是由粒径4nm～6nm的粒子组成的聚集体;,这是一

种非常软的铁磁性材料,580K。王[25]下,2,并运用TEM和。在适当的条件下制得2粉末平均粒径为20nm,颗粒为球形,粒径均匀,流动性能好,产品结构为四方晶系锡石结构,纯度95%以上,超声波在控制粒径大小和防止团聚方面起到了很好的作用。林金谷等[26]以溶于十氢萘的羰基铁Fe(CO)5和六羰基铬Cr(CO)6溶液注入一套专门设计的超声微粒制备装置,在超声功率120W、频率20kHz下分解3.5h,得到粒径17nm～28nm的Fe2Cr合金纳米粉末。王菊香等[27]开发出制备纳米粉末的超声电解法,通过控制溶液浓度、超声功率、电解条件和电流密度等得到10nm以下的铜和镍粉。该方法具有工艺简单、成本低和无毒、无污染等特点,是制备超细金属粉末的一种新方法。陈雪梅等首次将超声波法运用于沉淀法制备纳米Al2O3粉体,利用超声辐射工艺制得粒径为12nm的Al2O3粉体。结果表明,超声辐射通过对液体介质的空化作用而有效地细化了前驱体NH4Al(OH)2CO3沉淀颗粒,抑制了前驱体颗粒的聚焦,超声辐射延缓了前驱体向凝胶转化过程,得到含较小包裹水和结合水的三维疏松网络状骨架结构的凝胶。

3　展望

超声波技术已经在生活的各个领域得到了应用,作为一种强有力的手段,必将在科学研究以及社会生产等各方面发挥更为重要的作用,尤其在纳米粉体材料的制备上,超声波技术有着其他研究方法无法比拟的优越性。