對于超聲熔體處理細化晶粒的機制，國內外學者進行了大量的理論分析和推斷，提出了眾多理論。目前大多數學者都認為主要是空化效應和聲流效應共同作用的結果，超聲波生產廠家歸納主要的解釋有以下幾方面：

1、空化(hua)(hua)破(po)(po)碎(sui)(sui)理(li)論認為，在空化(hua)(hua)泡崩(beng)潰過程中，局部高(gao)溫、高(gao)壓和(he)強烈的(de)(de)(de)沖(chong)擊波，能(neng)(neng)熔(rong)(rong)(rong)斷(duan)并擊碎(sui)(sui)固(gu)－液界(jie)面初(chu)生(sheng)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)和(he)正在長大(da)的(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)，而破(po)(po)碎(sui)(sui)的(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)在聲流的(de)(de)(de)攪(jiao)拌作用(yong)下，再(zai)(zai)次(ci)分布(bu)到(dao)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)中，提高(gao)了生(sheng)核(he)率，從而改(gai)變固(gu)－液界(jie)面的(de)(de)(de)結(jie)晶(jing)方式，即通過“形核(he)增(zeng)殖”使(shi)晶(jing)粒細化(hua)(hua)。主要的(de)(de)(de)增(zeng)殖機制有：機械碰撞，高(gao)速(su)運動的(de)(de)(de)微(wei)小晶(jing)粒和(he)空泡將一次(ci)和(he)二次(ci)枝(zhi)晶(jing)臂折斷(duan)，導致晶(jing)核(he)增(zeng)殖；根部重熔(rong)(rong)(rong)，空化(hua)(hua)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)高(gao)溫或枝(zhi)晶(jing)的(de)(de)(de)溫升(sheng)可能(neng)(neng)使(shi)枝(zhi)晶(jing)熔(rong)(rong)(rong)斷(duan)；根部再(zai)(zai)結(jie)晶(jing)剝(bo)落(luo)，聲流使(shi)流體(ti)(ti)(ti)對枝(zhi)晶(jing)產(chan)生(sheng)彎曲應力，從而促使(shi)橫穿枝(zhi)晶(jing)根部小角度(du)晶(jing)界(jie)的(de)(de)(de)擴展，直至熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)浸入使(shi)枝(zhi)晶(jing)剝(bo)落(luo)。其中，從能(neng)(neng)量的(de)(de)(de)角度(du)看，根部重熔(rong)(rong)(rong)與再(zai)(zai)結(jie)晶(jing)剝(bo)落(luo)兩者結(jie)合的(de)(de)(de)可能(neng)(neng)性(xing)大(da)，但(dan)提出(chu)空化(hua)(hua)破(po)(po)碎(sui)(sui)理(li)論的(de)(de)(de)學者并未提供(gong)令人(ren)信服的(de)(de)(de)試(shi)驗結(jie)果來驗證。

2、過冷(leng)生(sheng)核(he)(he)理論認為，空(kong)(kong)化(hua)氣泡(pao)的增(zeng)大(da)和(he)內部(bu)液體的蒸發會降低空(kong)(kong)化(hua)氣泡(pao)的溫度，使附(fu)近金屬熔液溫度瞬時降低，造成局部(bu)過冷(leng)，減小臨界晶(jing)核(he)(he)半徑，因而(er)在空(kong)(kong)化(hua)氣泡(pao)的附(fu)近形成晶(jing)核(he)(he)，使晶(jing)核(he)(he)的形核(he)(he)率增(zeng)加，組(zu)織(zhi)得到細化(hua)。還有一種(zhong)觀點(dian)也支(zhi)持了該(gai)形核(he)(he)方式，空(kong)(kong)化(hua)產(chan)生(sheng)的高壓沖擊波能(neng)夠使局部(bu)熔體的熔點(dian)顯(xian)著上升，有效過冷(leng)度亦隨之大(da)大(da)增(zeng)加，從(cong)而(er)提高形核(he)(he)率。

3、一些學者(zhe)依(yi)據(ju)非均質形核(he)(he)(he)(he)的熱力(li)學條件提出異(yi)質活(huo)化形核(he)(he)(he)(he)理論，推測超(chao)聲振(zhen)動(dong)能(neng)(neng)(neng)夠(gou)減少晶體(ti)與熔(rong)體(ti)的界(jie)面(mian)能(neng)(neng)(neng)，使熔(rong)體(ti)中的雜(za)質活(huo)化成為(wei)形核(he)(he)(he)(he)的有效基底，從(cong)而也(ye)能(neng)(neng)(neng)減少晶核(he)(he)(he)(he)的臨界(jie)半(ban)徑，提高(gao)形核(he)(he)(he)(he)率。

4、部分學(xue)者的(de)(de)(de)(de)觀點認為由于聲流(liu)的(de)(de)(de)(de)環流(liu)特(te)性(xing)，使得(de)金屬(shu)熔(rong)液能(neng)夠上下翻動，因而(er)(er)使金屬(shu)熔(rong)液在(zai)宏觀上受到(dao)一定的(de)(de)(de)(de)攪(jiao)拌(ban)作(zuo)用(yong)，可明顯提高(gao)合金液溫度場的(de)(de)(de)(de)均(jun)勻性(xing)，從而(er)(er)使其凝(ning)固(gu)方式(shi)由逐層凝(ning)固(gu)變(bian)為體積凝(ning)固(gu)，抑制了柱(zhu)狀晶(jing)組織的(de)(de)(de)(de)生(sheng)長，形成了均(jun)勻的(de)(de)(de)(de)等軸晶(jing)組織。

   前人的研究取得了諸多成果，深化了對這一問題的認識。然而，上述理論研究大多集中在描述和推測，缺乏系統的實驗研究論證。

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