結合超聲清洗的優(yōu)勢與超臨界二氧化碳的特性,設計出超聲強化超臨界二氧化碳復合清洗實驗平臺,超聲換能器最大發(fā)射聲功率為1 200 W,換能器每工作10 s停止20 s,即一個工作周期為30 s。利用實驗平臺開展了CD03鋼片表面除銹實驗,使用ZEISSMerlin高分辨率熱場發(fā)射掃描電鏡對CD03鋼片表面進行掃描電子顯微鏡（Scanning Electronic Microscopy, SEM）和能譜（Energy Dispersive Spectrometer, EDS）分析,實驗結果表明,隨著清洗時間的延長,鐵銹在超聲作用下逐漸剝落,超聲作用適當的工作周期數后,清洗效果達到最佳,超聲作用時間太長會造成對鋼片基體的損傷。利用實驗平臺開展了碳鋼片表面油污清除實驗,使用徠卡光學顯微鏡對清洗后的碳鋼片做表面形貌觀察,利用JA2003電子天平等手段對清洗效果進行了計算分析,同樣,超聲強化超臨界二氧化碳油污清洗也存在一個最佳清洗時間。但是,不同污染所需的最佳清洗時間不同,甚至可以相差很大。在實際的清洗中要先根據污染物的類別確定最佳清洗時間,然后進行清洗。 

【文章來源】：聲學技術. 2020,39(03)北大核心CSCD

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試驗平臺示意圖

308聲學技術2020年ElectronicMicroscopy,SEM)和能譜(EnergyDisper-siveSpectrometer,EDS)分析，研究超聲強化超臨界二氧化碳的清洗效果。SEM分析，選取局部放大60倍進行比對。圖2(a)、2(b)分別為清洗前樣品表面氧化層的形貌及氧化層成分分布。由圖2可以看出，樣品氧化后，表面凹凸不平，形成大塊狀氧化物。樣品氧化層主要由O元素和Fe元素組成，原子數目百分比分別為63.41%和36.37%；Cr和Ni的原子數目百分比分別為0.05%和0.16%。氧化層主要由氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵以及氧化鎘等氧化物構成。圖3(a)、3(b)分別為超聲1000次循環(huán)處理后的樣品表面氧化層的形貌和成分分布。由圖3可以看出，樣品經過清洗以后，表面氧化層基本消失，粗糙程度大為降低，表面光滑。由圖3(b)的成分分布可知，Cr和Ni元素已經消失，露出基體。O和Fe的原子數目百分比分別為8.64%及91.36%。此時鐵銹已經被完全清除，清洗效果良好。超聲波分別循環(huán)作用100、200、300、500、600和1200清洗后，樣品表面氧化層形貌如圖4(a)～4(f)所示。圖4(a)～4(f)分別對應100～1200次超聲循環(huán)作用后鋼片表面形貌圖。由圖4可以看出，樣品表(a)表面氧化層形態(tài)圖(b)氧化層成分分布圖2樣品清洗前表面氧化層形態(tài)圖及成分分布Fig.2Morphologyofoxidelayeronthesamplesurfacebeforecleaning(a)表面氣化層形態(tài)圖(b)成分分布圖3超聲波1000次循環(huán)處理后的樣品表面形態(tài)圖及成分分布Fig.3Samplesurfacemorphologyafter1000ultrasonicworkingcycles(a)超聲波循環(huán)作用100次(b)超聲波循環(huán)作用200次(c)超聲波循環(huán)作用300次(d)超聲波循環(huán)作用500次(e)超聲波循環(huán)作用600次(f)超聲波循環(huán)作用1200次圖4超聲循環(huán)作用后樣品表面形態(tài)圖Fig.4Samplesurfac

308聲學技術2020年ElectronicMicroscopy,SEM)和能譜(EnergyDisper-siveSpectrometer,EDS)分析，研究超聲強化超臨界二氧化碳的清洗效果。SEM分析，選取局部放大60倍進行比對。圖2(a)、2(b)分別為清洗前樣品表面氧化層的形貌及氧化層成分分布。由圖2可以看出，樣品氧化后，表面凹凸不平，形成大塊狀氧化物。樣品氧化層主要由O元素和Fe元素組成，原子數目百分比分別為63.41%和36.37%；Cr和Ni的原子數目百分比分別為0.05%和0.16%。氧化層主要由氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵以及氧化鎘等氧化物構成。圖3(a)、3(b)分別為超聲1000次循環(huán)處理后的樣品表面氧化層的形貌和成分分布。由圖3可以看出，樣品經過清洗以后，表面氧化層基本消失，粗糙程度大為降低，表面光滑。由圖3(b)的成分分布可知，Cr和Ni元素已經消失，露出基體。O和Fe的原子數目百分比分別為8.64%及91.36%。此時鐵銹已經被完全清除，清洗效果良好。超聲波分別循環(huán)作用100、200、300、500、600和1200清洗后，樣品表面氧化層形貌如圖4(a)～4(f)所示。圖4(a)～4(f)分別對應100～1200次超聲循環(huán)作用后鋼片表面形貌圖。由圖4可以看出，樣品表(a)表面氧化層形態(tài)圖(b)氧化層成分分布圖2樣品清洗前表面氧化層形態(tài)圖及成分分布Fig.2Morphologyofoxidelayeronthesamplesurfacebeforecleaning(a)表面氣化層形態(tài)圖(b)成分分布圖3超聲波1000次循環(huán)處理后的樣品表面形態(tài)圖及成分分布Fig.3Samplesurfacemorphologyafter1000ultrasonicworkingcycles(a)超聲波循環(huán)作用100次(b)超聲波循環(huán)作用200次(c)超聲波循環(huán)作用300次(d)超聲波循環(huán)作用500次(e)超聲波循環(huán)作用600次(f)超聲波循環(huán)作用1200次圖4超聲循環(huán)作用后樣品表面形態(tài)圖Fig.4Samplesurfac

【參考文獻】：
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