本实用新型属于材料制备领域，具体涉及一种利用功率超声制备多孔金属材料的装置。
背景技术：
多孔材料是一种新兴材料体系，其最显著的特点，是具有规则排列、大小可调的孔道结构，其独有的机械、吸附、渗透、光电及生物活性等特性，在结构及光电材料、吸附及分离介质、生物医学等领域具有广阔应用前景。
多孔材料制备的零件在降低密度的同时还能提高强度和刚度，并具有较高的冲击韧性，其中各种合金的多孔材料在高速列车上有广泛的应用，在减轻车厢重量的同时提高了抗冲击性能和隔音效果，做到了节能环保。
熔体发泡法作为制备多孔金属材料的重要方法，它具有工艺简单、成本低廉、空隙率高等优点。但是熔体发泡法制备出来的孔径大多在毫米级别，且工艺不稳定，更为重要的是，该方法容易污染金属液，使得该技术的发展和应用受到了限制。因此，为了得到孔径更小、不易被污染的多孔金属材料，可以应用功率超声的空化效应，在熔体中产生微米级别的超声空化泡，从而制备出微米级别的多孔金属材料。
技术实现要素：
本实用新型的为了解决现有的制备多孔金属材料的装置制备出来的多孔金属材料的孔径较大和制备过程中易于污染金属液的问题，提供一种利用功率超声制备多孔金属材料的装置。
一种利用功率超声制备多孔金属材料的装置，它包括搅拌装置、第一金属空腔、金属液进口、功率超声装置、联通管道、第一控制阀、转换装置、快速冷却装置，所述的搅拌装置由发动机、旋转变幅杆、旋转头三部分组成，所述的功率超声装置由功率超声发生器、功率超声工具杆两部分组成，所述的转换装置由第二金属空腔、第二控制阀、金属液出口三部分组成，所述的金属液进口与所述的第一金属空腔相连接，所述的搅拌装置中的旋转头伸入到所述的第一金属空腔的中线偏上的位置，所述的功率超声装置中的功率超声工具杆位于所述的第一金属空腔中靠近空腔底部1/3处，所述的第一金属空腔与所述的第二金属空腔通过所述的联通管道相连接，所述的第一控制阀安装在所述的联通管道上，所述的第二控制阀安装在所述的金属液出口处。
所述的金属液进口是该装置中的唯一金属液进口，熔炼好的金属液通过所述的金属液进口进入所述的第一金属空腔；
所述的功率超声装置在金属液到达一定的高度后被开启，发射20~40kHz的功率超声，使金属液发生超声空化效应而产生大量的超声空化泡；
所述的搅拌装置在所述的功率超声装置开启一段时间，并得到足够的超声空化泡后被启动，直到金属液中的超声空化泡分布均匀；
当所述的第一金属空腔中的超声空化泡未在金属液中分布均匀之前，所述的第一控制阀是被关闭的，当分布均匀时，开启所述的第一控制阀，使金属液平缓流入所述的第二金属空腔中，此时可以从所述的金属液进口继续注入金属液，并进行超声空化和搅拌；
为了防止直接从所述的第一金属空腔流出来的金属液流不够平稳，导致上层未空化的金属液与下层已空化的金属液混合，所述的第二控制阀在所述的第二金属空腔中的金属液面没有达到一定的高度前是关闭的，当金属液容量达到预定的数值时，开启所述的第二控制阀，使金属液从所述的金属液出口流出；
所述的快速冷却装置在金属液从所述的金属液出口流出之前开始工作，在所述的快速冷却装置中可以进行定向凝固。
所述的搅拌装置和所述的功率超声装置也可同时进行工作，实现连续运行，也可以进行单件的多孔材料制备。
所述的第一金属空腔与所述的第二金属空腔也可由耐高温的非金属材料制成。
本实用新型与现有技术相比具有以下效果：
由于采用功率超声使金属液发泡，本实用新型制备的多孔金属材料的孔径更加细小，且在制备过程中不用加入其他试剂，避免了金属液被污染和缺陷的产生，提高了多孔金属材料的机械性能，同时达到了节能环保的目的。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种利用功率超声制备多孔金属材料的装置的构成示意图。
具体实施方式：
下面根据附图1详细阐述本实用新型优选的实施方式。
具体实施方式：参见附图1，一种利用功率超声制备多孔金属材料的装置，它包括搅拌装置1、第一金属空腔2、金属液进口2-1、功率超声装置3、联通管道4、第一控制阀5、转换装置6、快速冷却装置7，所述的搅拌装置1由发动机1-1、旋转变幅杆1-2、旋转头1-3三部分组成，所述的功率超声装置3由功率超声发生器3-1、功率超声工具杆3-2两部分组成，所述的转换装置6由第二金属空腔6-1、第二控制阀6-2、金属液出口6-3三部分组成，所述的金属液进口2-1与所述的第一金属空腔2相连接，所述的搅拌装置1中的旋转头1-3伸入到所述的第一金属空腔2的中线偏上的位置，所述的功率超声装置3中的功率超声工具杆3-2位于所述的第一金属空腔2中靠近空腔底部1/3处，所述的第一金属空腔2与所述的第二金属空腔6-1通过所述的联通管道4相连接，所述的第一控制阀5安装在所述的联通管道4上，所述的第二控制阀6-2安装在所述的金属液出口6-3处。
所述的金属液进口2-1是该装置中的唯一金属液进口，熔炼好的金属液通过所述的金属液进口2-1进入所述的第一金属空腔2；
所述的功率超声装置3在金属液到达一定的高度后被开启，发射20~40kHz的功率超声，使金属液发生超声空化效应而产生大量的超声空化泡；
所述的搅拌装置1在所述的功率超声装置3开启一段时间，并得到足够的超声空化泡后被启动，直到金属液中的超声空化泡分布均匀；
当所述的第一金属空腔2中的超声空化泡未在金属液中分布均匀之前，所述的第一控制阀5是被关闭的，当分布均匀时，开启所述的第一控制阀5，使金属液平缓流入所述的第二金属空腔6-1中，此时可以从所述的金属液进口2-1继续注入金属液，并进行超声空化和搅拌；
为了防止直接从所述的第一金属空腔2流出来的金属液流不够平稳，导致上层未空化的金属液与下层已空化的金属液混合，所述的第二控制阀6-2在所述的第二金属空腔6-1中的金属液面没有达到一定的高度前是关闭的，当金属液容量达到预定的数值时，开启所述的第二控制阀6-2，使金属液从所述的金属液出口6-3流出；
所述的快速冷却装置7在金属液从所述的金属液出口6-3流出之前开始工作，在所述的快速冷却装置7中可以进行定向凝固。
所述的搅拌装置1和所述的功率超声装置3也可同时进行工作，实现连续运行，也可以进行单件的多孔材料制备。
所述的第一金属空腔2与所述的第二金属空腔6-1也可由耐高温的非金属材料制成。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。