• 声悬浮

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声悬浮技能是地面和空间条件下实现质料无容器处置惩罚的要害技能之一，和电磁悬浮技能相比，它不受质料导电与否的限定，且悬浮和加热分别操纵，因而可用以研究非金属质料和低熔点合金的无容器凝集。[1]

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  中文名

• 声悬浮

• 特 点

• 悬浮较稳健，简单操纵

• 原 理

• 用物体受到的声辐射力

名目

1. 1 汗青

2. 2 道理

3. 3 特点

4. 4 应用

汗青

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1866 年，德国科学家孔特（Kundt）起首报道了谐振管中的声波可以或许悬浮起尘土颗粒的试验征象。

1933 年波兰物理学家巴克斯（Bücks）等人使用声辐射力作用下水雾的漫衍实现了声场可视化，并乐成地悬浮起多个直径为 1~2mm 小水点。

1934 年，加拿大物理学家金（King）盘算了抱负流体中刚性小球受到的声辐射力，从而展现了声悬浮是大声强条件下的一种非线性征象。

1964 年，美国明尼苏达州立大学的汉森（Hanson）等人依据金的理论设计建筑了一台用于单个液滴动力学举动研究的声悬浮装置。

1975 年，美国科学家威马克（Whymark）将声悬浮用于空间试验的定位，并研究了铝、玻璃及聚合物在无容器条件下的熔化和凝集历程。

如今，人们可以通过声悬浮要领，实现种种金属质料、无机非金属和有机质料的无容器处置惩罚，开展液滴动力学、质料科学、阐发化学和生归天学等方面的研究。

道理

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声悬浮是大声强条件下的一种非线性效应，其

声悬浮仪的事情道理

根本道理是使用声驻波与物体的相互作用孕育发生竖直偏向的悬浮力以降服物体的重量，同时孕育发生程度偏向的定位力将物体牢固于声压波节处.声悬浮技能分为三轴式和单轴式两种，前者是在空间三个正交偏向分别引发一列驻波以操纵物体的位置，后者只在竖直偏向孕育发生一列驻波，其悬浮定位力由圆柱形谐振腔所引发的必然模式的声场来提供。

特点

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声悬浮的重要特点是对试样的电磁性能没有特别要求，悬浮较稳健，简单操纵。电磁悬浮要求试样可以或许导电，静电悬浮则必要对试样的带电量和悬浮电压举行准确操纵，气动悬浮横向稳健性较差，光悬浮试样的尺寸通常在 150µm 以下。

应用

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声悬浮技能可以模仿空间无容器状态，用于质料凝集理论和制备工艺的研究。水通常在 0℃结冰，而我们在试验中发觉，声悬浮条件下水点可以冷却到−32℃仍旧连结液体状态。这种物质在温度低于熔点而仍旧连结液体状态的征象称为过冷征象，其温度与熔点的差值称为过冷度。熔体可以或许实现过冷是由于结晶必要履历一个形核阶段。在通例条件下，熔体与容器壁的打仗，可以促进晶体的异质形核，因而过冷度很小，险些在温度降至熔点即开始凝集。通过悬浮无容器处置惩罚，可以幸免熔体与器壁的打仗，使晶体的形核变得困难，从而实现深过冷。这雷同于降雨历程，除了水蒸汽要求到达过饱和状态，还需大气中尘土作为凝聚核。过冷态的水处于亚稳状态，一旦开始结冰，其凝集速率将远弘远于通例条件下冰的生长速率。试验测定发觉，在−24℃的过冷水中，冰枝晶的生长速率可达 170 mm/s，整个水点的凝集在刹时完成。悬浮条件下晶体的形核及生长特性为熔体的形核纪律研究提供试验依据。

悬浮无容器处置惩罚是实现深过冷快速凝集研究的紧张本领。

比年来，声悬浮技能还被遍及用于微剂量生归天学研究。它可以消除容器对阐发物的吸附，连结细胞的天然生存情况，幸免器壁对阐发检测信号的滋扰。