超声解聚分散氧化物

氧化物的超声解聚和分散在众多领域意义重大，尤其在液态金属制备金属基复合材料方面作用关键。此前，学界对解聚机制的探索仅停留在理论设想层面，由于缺乏直接的实验观测数据，相关理论难以得到系统性验证。这一研究缺口不仅制约了超声技术在材料科学领域的深度应用，也为金属基复合材料的性能优化带来阻碍。
因液态金属不透明，在去离子水中进行解聚成像实验，以高达50kfps的帧率捕捉图像。同时使用先进校准的空化仪同步进行声学测量，揭示振荡微气泡产生的压力振幅对氧化物解聚的影响。

超声引发的微气泡簇呈混沌脉动状态，是导致氧化物团聚体破碎和分散的主要因素。这些振荡的空化簇会捕获漂浮的团聚体，使其迅速瓦解。氧化物的解聚不仅发生在团聚体表面，还在其内部同时进行。微气泡簇振荡时，产生的驱动频率的亚谐波、一次谐波和低阶超谐波的发射频率，是造成团聚体破碎的重要原因。
首次通过高速成像技术，实现了对超声空化作用下氧化硅和氧化镁团聚体解聚过程的原位动态观察。研究不仅填补了超声解聚机制的实验空白，更明确了微气泡簇及其产生的宽频声学信号在解聚过程中的关键作用，为优化超声处理工艺参数、拓展其在材料制备领域的应用提供了坚实的理论与实验依据。

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