2026年10月30日金曜日

超音波アトマイズについて

 超音波アトマイズ(Ultrasonic Atomization)」について共有します。

原理:溶かした金属の液滴に超音波振動を与えることで分裂・微細化させる。

特徴:


【珈琲ブレイ句】MIM用の粉末も製造できるということですが、どのくらいまで微細粉末を製造できるのか推定してみました。粒径は振動板の周波数の2/3乗に反比例します。この「ラングの式」に基づき、超音波の振動数 fをX軸、液滴の平均粒径d をY軸としたグラフを作図※1してみました。
現状の超音波アトマイズ装置の周波数は50kHzが限界*2です。そのため、MIM用粉末の平均10μm、22μmアンダーを製造するのは相当難しいことがわかります。

粉末には分布があるので分級すればMIM用粉末も製造できますが収率が悪いのでコストの課題が残るでしょう。

しかし、溶射用材料などを元に、実験室レベルでサテライトのない高品質な球状粉末を容易に製造できるのは素晴らしい技術です。

国内で研究開発に利用できる設備はこちらです。   

*1:金属物性値(密度 ρ=7000kg/m3、表面張力 γ=1.0 N/m)と仮定して計算
*2:超音波振動数を大きくすると振幅が小さくなるのでアトマイズ作用が頭打ちになるため、現在実用化されているものは最大52~60KHzです。