压电陶瓷激波发生器及高能激波在加工技术中的应用研究

本课题以脉冲超声波聚焦技术为基础，采用大功率压电陶瓷激波发生器，在液体介质中产生高能、瞬时压力激波，使位于聚焦区域的材料产生变形、断裂或蚀除等。主要研究液体介质中压电陶瓷激波发生器的工作机理，通过数值模拟和试验验证，建立相应的动力学模型，分析激波能量的传输和转化规律；利用激波具有的瞬时高温、高压和高应变的特性，从金属物理学的角度，分析激波冲击下晶态物质相变和非晶态金属晶化的机理，结合自动控制技术，研究利用液体压力激波实现复杂零件表面合金化、表面涂覆、表面强化、表面防护、异种材料焊接以及脆性材料加工等工艺的可行性和先进性，在实验和理论依据的指导下，进行工艺基础研究。该项目将超声技术、先进制造技术和材料技术结合起来，促进了各相关学科的交叉与发展，为材料加工提供了新的技术手段，具有能量可控性好、成本低廉、安全洁净和应用范围广等优点，对科学探索和工程应用，都具有重大的研究意义。