О неслышимых звуках - страница 31
Очень важно также, что при озвучивании время кристаллизации значительно сокращается, в некоторых случаях на 35 процентов.
Дробящее действие мощных ультразвуковых колебаний было использовано для устройства своеобразного «ультразвукового долота». В этом приборе к концу магнитострикционного вибратора, снабженного металлическим конусом, присоединен наконечник из специального сплава. Подавая к наконечнику суспензию очень твердого вещества, например карбида бора, можно пробивать отверстия нужной формы и обрабатывать поверхность даже керамических изделий, с трудом поддающихся обработке другими способами. Ультразвуковое долото уже вышло из стен физических лабораторий и с успехом применяется на производстве. Особенно большие услуги оказывает ультразвук при обработке очень твердых материалов, таких как драгоценные камни и некоторые минералы. Сделав соответствующий вибрирующий наконечник, можно приготовлять формы для штампов, отличающиеся высоким качеством обработки поверхности.
Вдоль тонкой проволоки ультразвуковые колебания распространяются, следуя ее направлению, даже если проволока согнута. Это свойство колебаний позволяет использовать ультразвуковое долото для проделывания отверстий с причудливо изогнутой осью. До сих пор этого нельзя было достигнуть никаким инструментом.
На рис. 40 изображена специальная ультразвуковая бормашина, которая является ценным помощником в руках зубного врача. С помощью такой бормашины, так называемого «кавитрона», врач может быстро сделать в зубе очень тоненький канал, ограниченный только той частью вещества зуба, которую необходимо удалить. При ультразвуковой обработке зуба значительно уменьшаются те неприятные ощущения, с которыми часто связано пломбирование зубов.
Если заменить сверло тонким лезвием, то с помощью ультразвука можно резать стекло, керамику и другие твердые материалы. Ультразвук позволяет проделывать отверстия практически любого профиля, что невозможно сделать при помощи обычного сверла. Скорость, с которой сверлится стекло или керамика, очень высока — около 2 сантиметров в минуту при диаметре отверстия приблизительно 5 миллиметров. Конечно, эти цифры могут значительно колебаться в зависимости от амплитуды и частоты колебаний ультразвука.
Если заменить наконечник ультразвукового долота плоской пластинкой, то его можно использовать для шлифовки поверхности стекол, после которой для окончания обработки остается только отполировать стекло. Так как при ультразвуковой долбежке, резании и шлифовке непосредственное воздействие на обрабатываемое вещество оказывают очень мелко измельченные частицы твердого минерала, или, как говорят, абразива, то обработанная поверхность поражает своей чистотой. Неровности ее составляют всего около сотой доли миллиметра.
Ультразвуковая обработка твердых тел, несомненно, найдет себе еще много новых различных применений. Так, например, предварительные опыты показали, что высокочастотные звуковые колебания могут быть успешно использованы для улучшения процесса полировки металлических деталей. Полируемая деталь помещалась на вибратор, совершавший до 18 тысяч колебаний в секунду. При этом значительно уменьшился подъем температуры, неизбежный при полировке, и резко повысилось качество обработки поверхности.
Возможно, что и в обычных полировальных машинах значительную роль играют неизбежные при их работе вибрации. Искусственное увеличение интенсивности вибраций, по-видимому, улучшает качество полировки.
На практике иногда приходится сталкиваться с необходимостью отыскать материал, отличающийся повышенной механической прочностью. Решить эту важную задачу помогает прибор, схематически изображенный на рис. 41.
К концу вибратора 1, совершающего мощные ультразвуковые колебания, присоединяется короткая стальная проволочка 2. Исследуемый образец 3 помещают на подвижную скамеечку