镁合金熔体15kHz超声净化工艺及超声凝固的物理模拟的任务书.docx

镁合金熔体15kHz超声净化工艺及超声凝固的物理模拟的任务书
任务书
一、任务背景与意义
随着工业制造技术的快速发展，镁合金在航空、汽车、电子、人工关节、运动器材等领域的应用越来越广泛，其性能也日益重要。然而，镁合金加工过程中会受到气体和夹杂物的污染、氧化腐蚀等影响，导致材料性能的下降。因此，必须采取有效的净化工艺，以避免这些问题。
传统的净化方法通常采用化学方法（如电解和碱洗），但使用这些化学剂会导致材料表面的腐蚀和损伤，导致强度和耐腐蚀性能的下降。而近年来，超声波技术被广泛应用于材料的净化和修饰，特别是用于金属熔体中提高杂质分离效率的方法。通过对液态金属施加高功率低频率的超声波能量，可以将杂质从液态金属中排出，提高材料的纯度和性能。
本次任务的目标是，研究镁合金熔体15kHz超声净化工艺及超声凝固的物理模拟，以提高镁合金材料的制造质量和性能，并探索超声波技术在材料加工中的应用。
二、任务内容
1.熔体净化工艺研究
（1）制备不同含杂净镁合金熔体，研究超声波功率和频率对熔体中杂质的去除效果。
（2）分析超声波清洗的参数对熔体中气体去除效果的影响。
（3）采用光谱分析等方法，研究镁合金熔体超声波清洗前后的杂质成分及浓度变化。
2.超声凝固的物理模拟
（1）建立基于超声波场的镁合金熔体凝固数值模拟模型。
（2）研究超声波对熔体凝固过程的影响，分析其对熔体流动和晶体生长的影响。
（3）通过超声波场研究不同凝固参数下的晶体取向和晶粒尺寸的变化。
3.结果分析及讨论
（1）对熔体净化工艺优化结果和超声凝固模拟结果进行分析和讨论。
（2）针对实验结果和讨论，提出可行的超声波净化和凝固工艺方案，为制造高性能镁合金材料提供理论和实践指导。
四、任务要求
1.对镁合金加工、液体金属物理、超声波加工等相关领域具有较好的理论知识和实践经验；
2.具备实验室专业技能，能独立开展实验工作；
3.至少精通一种数值模拟工具，如ANSYS等；
4.扎实的英语科技论文阅读能力和文献检索能力；
5.做好实验及模拟过程的记录和整理，撰写完整的实验和模拟报告。
五、预期成果
1.理解镁合金熔体15kHz超声净化工艺及超声凝固的物理模拟原理和方法，形成自己的科研思路；
2.掌握超声波对镁合金熔体净化和凝固工艺的优化和控制能力；
3.发表本次研究成果的科技论文，并在相应领域取得一定的学术成就。