超聲波加工的驅(qū)動力

時間：2022-04-11

暴露于高強度超聲波的液體會發(fā)生聲空化。這種現(xiàn)象通常可以看作是在超聲波源（例如，超聲波喇叭）附近形成的氣泡云，并且可以聽到強烈的嘶嘶聲。空化是在液體中形成低壓空隙（又名真空氣泡或空腔），它們會生長、短暫振蕩，然后以很大的強度不對稱地內(nèi)爆。

空化的化學和物理效應

空化過程中的劇烈氣泡破裂會導致較端的局部溫度（高達 ~ 5,000 o C）、加熱/冷卻速率（高達 ~ 100 億o C/秒）和壓力（高達 ~ 1,000 atm），產(chǎn)生自由基并引起許多化學（聲化學）反應（例如，污染物的氧化、殺菌、聚合、脫硫、長鏈分子降解等）。同時，在空化場中產(chǎn)生流動電流、較快的微射流（~ 500 m/sec）和巨大的剪切力，促進了廣泛的物理（機械）效應（例如，乳化、顆粒破碎、細胞破壞，同質(zhì)化，分散、解聚、脫氣等）。在適當?shù)臈l件下，空化事件甚至可以產(chǎn)生光——這種效應稱為聲致發(fā)光。

雖然超聲波空化的純化學效應會隨著頻率而增強，但機械作用具有強烈且相反的頻率依賴性。因此，旨在將強剪切力引入處理過的液體的工業(yè)超聲波處理器 往往在超聲波頻譜的下邊緣（~ 20 kHz）運行。

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