|
超聲波的空化作用是超聲波清洗器的最重要效應之一，也是超聲波清洗器完成清洗的根本動力，下面本文就對超聲波的空話作用作用原理作簡單介紹。
超聲波空化作用是指存在于液體中的微氣核空化泡在聲波的作用下振動，當聲壓達到一定值時發生的生長和崩潰的動力學過程,是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進行透射。在減壓力作用時，液體中產生真空核群泡的現象，在壓縮力作用時，真空核群泡受壓力壓碎時產生強大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達到精密洗凈目的。 在超聲波清洗過程中，肉眼能看見的泡并不是真空核群泡，而是空氣氣泡，它對空化作用產生抑制作用降低清洗效率。只有液體中的空氣氣泡被完全脫走，空化作用的真空核群泡才能達到最佳效果。空化作用一般包括3個階段：空化泡的形成、長大和劇烈的崩潰。當盛滿液體的容器通入超聲波后，由于液體振動而產生數以萬計的微小氣泡，即空化泡。這些氣泡在超聲波縱向傳播形成的負壓區生長，而在正壓區迅速閉合，從而在交替正負壓強下受到壓縮和拉伸。在氣泡被壓縮直至崩潰的一瞬間，會產生巨大的瞬時壓力，一般可高達幾十兆帕至上百兆帕。 Suslick等人測得：空化可使氣相反應區的溫度達到5 200 K左右，液相反應區的有效溫度達到1 900 K左右，局部壓力在5．O5× 10 kPa，溫度變化率高達10。K/s，并伴有強烈的沖擊波和時速達400 km 的微射流。這種巨大的瞬時壓力，可以使懸浮在液體中的固體表面受到急劇的破壞。通常將超聲波空化分為穩態空化和瞬間空化2種類型：穩態空化是指在聲強較低(一般小于10 w/cm )時產生的空化泡，其大小在其平衡尺寸附近振蕩，生成周期達數個循環。當擴大到使其自身共振頻率與聲波頻率相等時，發生聲場與氣泡的最大能量耦合，產生明顯的空化作用。瞬態空化則是指在較大的聲強(一般大于1O w/cm )作用下產生的生存周期較短的空化泡(大都發生在1個聲波周期內)。
影響超聲波空化作用的主要因素有：超聲波的強度及單位面積超聲波的功率（超聲波的功率密度），超聲波的頻率，頻率大小決定超聲波震動幅度。超聲波傳遞媒介和清洗溶劑，一般超聲波清洗器用不銹鋼作傳遞媒介，清洗溶劑多為水基清洗溶劑，還有就是清洗溶液的溫度。以上這些空化作用影響因素又是決定超聲波清洗器清洗效果的重要因素。
|
