基于超声波的测量系统可检测铝熔体中的夹杂物

位于萨尔布吕肯的弗劳恩霍夫无损检测研究所（IZFP）开发出名为"AloX"的测量系统，能够快速、持久且精确地测定铝熔体中非金属夹杂物的含量。该系统荣获约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖，针对的是铝铸件中的核心问题：非金属夹杂物会显著影响后续部件的质量，而再生铝使用量的增加进一步加剧了这一问题。

在资源紧缺和气候目标严格的当下，铝材的重要性日益凸显。它不仅回收能耗低，而且兼具轻质与高强度的特性，使其在轻量化等众多应用领域不可或缺。

确保安全可持续使用的关键在于材料质量足够优良。铝熔体应尽可能纯净，因为颗粒形式的杂质会后续对部件性能产生负面影响。这些通常为非金属的夹杂物会降低机械性能，在部件中如同缺口或裂纹。尤其在汽车工业及航空航天领域，由此引发的材料损伤可能造成严重后果。早期检测熔体中的夹杂物可防止其进入后续部件。此前的熔体颗粒检测方法要么耗时过长、成本过高、精度不足、无法复现，要么仅限专家操作。

超声波背散射法作为技术路径

AloX测量系统基于超声波技术，可在铝熔体生产过程中实时检测杂质。其原理采用超声波背散射法：将超声波耦合入铝熔体，检测反射的超声波信号，从而量化夹杂物的数量、尺寸和分布。

AloX应用灵活，既可在流槽中测量，也可在坩埚中测量。即便在复杂的测量位置也能使用，实现对熔体质量的无缝监控。操作无需专业知识，铸造厂员工即可完成测量。

面向其他熔体的应用前景

作为下一步，研究人员计划扩展该测量系统的技术应用范围。"在铝熔体中行之有效的方法，或许也能应用于其他熔体。目前我们主要关注低熔点合金，尤其是镁、锡和锌，这些合金的熔点均低于600°C。但从长远来看，也可考虑将钢作为目标熔体。"托马斯·瓦施基斯博士和安德烈娅·姆罗斯解释道。

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