超声波是指频率在2000Hz以上的声波,它具有声波的普遍特性。但是由于其频率高于一般声波,因而就有一些特殊的性能。虽然超声波化学转化的有关机理还不是很清楚,研究人员提出了以下几种反应机理:热分解、羟基自由基氧化、等离子化学和超临界氧化。热分解发生在气穴内部,主要表现在当溶剂或待分解物渗透进入气泡后被分解。事实上,往往在气泡里的能量不足以打断化学键,而在水溶液中,主要的热分解反应是对水的分解。这一热解反应导致了在气泡中产生了活性相对较高的自由基,这些自由基会在气泡里或者气泡周围重新结合。否则,在这些自由基进入溶液以后可能与一些大分子接触从而氧化它们。羟基自由基氧化与热解之间的比率取决于溶质的位置,要看是在气泡里或者是界面层,还是在溶液里。但是,归根到底取决于物质的物理化学性质。超声波处理可以实现非接触式清洗,避免了传统清洗方法对工件表面的损伤。上海靠谱的超声波处理解决方案
①机械效应。超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散。当超声波流体介质中形成驻波时,悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处,在空间形成周期性的堆积。超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时,由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化(见电介质物理学和磁致伸缩)。
②空化作用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡。一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压,压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和,而从液体逸出,成为小气泡。另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞,称为空化。空洞内为液体蒸气或溶于液体的另一种气体,甚至可能是真空。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压,同时产生激波。与空化作用相伴随的内摩擦可形成电荷,并在气泡内因放电而产***光现象。在液体中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。 浙江销售超声波处理市场价超声波在电子行业中可用于半导体器件的清洗、切割等过程。
超声波的波长比一般声波要短,具有较好的方向性,而且能透过不透明物质,这一特性已被***用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术。把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上,从试样透出的超声波携带了被照部位的信息(如对声波的反射、吸收和散射的能力),经声透镜汇聚在压电接收器上,所得电信号输入放大器,利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。上述装置称为超声显微镜。超声成像技术已在医疗检查方面获得普遍应用,在微电子器件制造业中用来对大规模集成电路进行检查,在材料科学中用来显示合金中不同组分的区域和晶粒间界等。声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物的立体图像的声成像技术,其原理与光波的全息术基本相同,只是记录手段不同而已(见全息术)。用同一超声信号源激励两个放置在液体中的换能器,它们分别发射两束相干的超声波:一束透过被研究的物体后成为物波,另一束作为参考波。物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图,用激光束照射声全息图,利用激光在声全息图上反射时产生的衍射效应而获得物的重现像,通常用摄像机和电视机作实时观察。
气泡的振动也能对固体表面进行擦洗。气泡还能“钻入”裂缝中做振动,使污物脱落。对于有油脂性污物,由于超声空化作用,两种液体在界面迅速分散而乳化,当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时,油被乳化,固体粒子即脱落。空化气泡在振动过程中会使液体本身产生环流,即所谓声流。他可使振动气泡表面存在很高的速度梯度和粘滞应力,促使清洗件表面污物的破坏和脱落,超声空化在固体和液体表面上所产生的高速微射流能够除去或削弱边界污层,腐蚀固体表面,增加搅拌作用,加速可溶性污物的溶解,强化化学清洗剂的清洗作用。此外,超声振动在清洗液中引起质点很大的振动速度和加速度,亦使清洗件表面的污物受到频繁而激烈的冲击。超声波在鞋类制造行业中可用于鞋底材料的粘合等工艺。
超声波在水处理领域的应用虽然已经得到了人们***地认识,但是有许多问题仍然有待解决。
4.1超声波反应的条件控制比较困难。不同的底物由于其不同物理化学性质,其比较好的分解条件是不同的,尤其是考虑其经济性时。分解不同的底物时,为使其达到比较好的分解效果,必须对超声波的强度、分解时间、催化剂等条件进行试验。
4.2到目前为止,超声波技术还没有大规模运用到实践中,许多的应用都是在实验室里完成。这些试验都是针对某一类底物,模拟该物质的溶液进行处理。超声波有待进一步在实践中的考验。
4.3超声波大规模应用的问题主要在设备上,研制出能够连续处理废水、低能耗、大容量的超声波反应器是关键所在。 超声波在水处理行业中可用于水质净化、污泥处理等过程。上海靠谱的超声波处理解决方案
超声波破碎技术是利用超声波的高能量将物料分解成较小的颗粒,适用于矿石、化工等领域。上海靠谱的超声波处理解决方案
当然,仍然有一些参数还不是很清楚。研究人员提出决定化合物进入气泡的性质不是其蒸汽压而是其疏水性。因此,亲水的化合物如苯酚和氯酚可能会在溶液中或者界面处受到羟基的攻击。其它的一些疏水性化合物如四氯化碳、苯和氯苯可能主要是在气泡中热解。但是,其它的情况也有可能影响降解的位置,也有些情况是一些机理的互相竞争。总之,疏水性化合物和挥发性化合物易于被超声波降解,而不挥发和亲水性化合物超声波是难以降解的。另一种反应的机理是等离子化学。这与超声波发光与光致发光之间的关系和光化学与声化学之间的关系相似。这种等离子的效应是由于对超声波能量的吸收,从而在气泡中形成为等离子体。以上提到的假设可以归结为超临界水的声化学反应。事实上许多的研究人员都发现,在气泡和溶液的界面层存在着超过临界条件的高温高压(647K、22.1MPa),这使得媒介有流体的物理性质。这些条件可通过改变溶质的溶解度和分散度来改善反应。但是,超临界水的界面自由基只有几毫秒的寿命和几毫米的范围。上海靠谱的超声波处理解决方案