鋁合金熔體超聲除氣關(guān)鍵參數(shù)的理論及實驗研究的開題報告

鋁合金熔體超聲除氣關(guān)鍵參數(shù)的理論及實驗研究的開題報告一、研究背景隨著工業(yè)化的發(fā)展，鋁合金在航空航天、汽車制造等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。然而，鋁合金的高溫熔融過程中容易吸收空氣中的氧氣、氫氣等氣體，導(dǎo)致熔體的氣體含量增加，從而降低了鋁合金的質(zhì)量和強(qiáng)度，甚至出現(xiàn)氣孔、夾雜等缺陷。因此，除氣成為了鋁合金加工中必不可少的一環(huán)。超聲波除氣是近年來發(fā)展起來的一種有效、環(huán)保的除氣方法。超聲波通過壓縮、膨脹的交替作用，能夠產(chǎn)生強(qiáng)大的cavitation效應(yīng)，從而使熔體中的氣泡迅速升至表面，最終消除空氣、氫氣等氣體。超聲波除氣的優(yōu)點在于無需添加化學(xué)劑，處理效果好，避免了對環(huán)境和人體的污染，因此備受關(guān)注。但是，超聲波除氣效果的好壞與除氣參數(shù)的選擇有關(guān)，如超聲波頻率、振幅、處理時間、熔體狀況等。因此，本研究將探討鋁合金熔體超聲除氣關(guān)鍵參數(shù)的理論基礎(chǔ)和實驗研究方法。二、研究目的本研究旨在通過理論分析與實驗研究，確定鋁合金熔體超聲除氣的關(guān)鍵參數(shù)，為鋁合金高效、環(huán)保的加工提供參考。三、研究內(nèi)容1.現(xiàn)有超聲除氣技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢；2.超聲波除氣的理論基礎(chǔ)及其對鋁合金熔體除氣的作用機(jī)理；3.鋁合金熔體超聲除氣的關(guān)鍵參數(shù)的理論分析與數(shù)值模擬；4.鋁合金熔體超聲除氣的實驗研究方法的選擇與設(shè)計；5.鋁合金熔體超聲除氣實驗的結(jié)果分析與討論。四、研究意義本研究將探討鋁合金熔體超聲除氣的關(guān)鍵參數(shù)的理論與實驗研究，具有以下意義：1.深入了解超聲波除氣的理論基礎(chǔ)及其在鋁合金熔體除氣中的作用機(jī)理；2.確定鋁合金熔體超聲除氣的關(guān)鍵參數(shù)，在加工中提高處理效果，降低成本；3.為鋁合金高效、環(huán)保的加工提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)；4.為超聲波除氣技術(shù)的發(fā)展提供實驗數(shù)據(jù)與參考依據(jù)。五、研究方法本研究采用理論推導(dǎo)、數(shù)值模擬和實驗研究相結(jié)合的方法，首先通過文獻(xiàn)調(diào)研和理論分析，探討超聲波除氣的理論基礎(chǔ)和對熔體除氣的作用機(jī)理；其次，運用數(shù)值模擬軟件（如COMSOLMultiphysics）模擬超聲波在熔體中的傳播和換能過程，探究不同參數(shù)對除氣效果的影響；最后，設(shè)計并實施鋁合金熔體超聲除氣的實驗，通過分析實驗數(shù)據(jù)，驗證模擬的結(jié)果，并得到最佳參數(shù)組合。六、預(yù)期成果本研究預(yù)期取得的成果包括：1.超聲波除氣的理論分析和鋁合金熔體除氣的作用機(jī)理的研究成果；2.確定鋁合金熔體超聲除氣的關(guān)鍵參數(shù)，提高處理效果，并降低成本的研究成果；3.為鋁合金高效、環(huán)保的加工提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)的研究成果；4.實驗數(shù)據(jù)與參考依據(jù)，促進(jìn)超聲波除氣技術(shù)的發(fā)展的研究成果。七、研究計劃本研究計劃于2021年5月至2022年5月期間完成，計劃分為以下幾個階段：1.研究背景和研究內(nèi)容的確定、文獻(xiàn)調(diào)研，理論分析和數(shù)值模擬：2021年5月至2021年11月；2.實驗設(shè)計、試制、實驗研究和數(shù)據(jù)分析：2021年12月至2022年4月；3.論文撰寫、答辯準(zhǔn)備，期望在2022年5月完成。八、參考文獻(xiàn)[1]GaoH,LeiY,HuangJ,etal.EffectofultrasonictreatmentonthesolidificationbehaviorandmicrostructureofAl–3Tialloy[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2017,701:113-120.[2]WangCB,WangZA.Ultrasonic-assistedmelttreatmentanditseffectsonpropertiesofaluminummatrixcompositeswithceramicparticulates[J].AdvancedMaterialsResearch,2012,472:382-386.[3]林宗彥.超聲波技術(shù)在鋁合金澆鑄中的應(yīng)用研究[D].大