超声空化的应用

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超声与相关学科的结合将会促进超声的应用。超声与 化学学科的结合是近来较为活跃的研究领域,通过研究超 声作用对材料的化学特性的影响来获得新材料或者利用 超声来改变材料的应用特性。
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另一方面,声波对介质中不均匀性的敏感是可用之处,但 介质不均匀有时会导致过分复杂情况,限制了研究。此外, 还有一些其他局限性,这些是不可忽视因素,如何克服不利 因素,将它转变为有利因素,也是超声研究者的基本任务之 一
应用展望
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随着换能器研究的发展,特别是新型换能器的出现,会带 来超声应用范围的进一步扩大。超声换能器的作用是将 超声频电磁能转换为超声频机械振动从而产生超声,或者 是将接收到的超声波转换为超声频电信号,然后判断其含 有的信息。
超声清洗
超声清洗的机制在于超声波振动产生的空 化作用, 同时能促进清洗液与污物的物理、 化学反应, 对污物起有机械剥落作用。超声 清洗的特点:速度快、质量高、易于实现自 动化, 特别适宜清洗表面形状复杂的细致清 洗
超声局限性
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超声的应用要受到超声本身特点的限制。比如: 超声能 量随频率增长而衰减,使高频和远距离形成一对矛盾。声 波的非线性也在一定程度上限制了高能量的远距离传播。 声波在稀薄空气和真空中更难以存在等都限制了超声的 应用。
医学效应
在超声治疗中, 空化多数是有益的。如利 用空化对软组织病变进行无血切割的“ 超声 手术刀” ; 利用脂肪乳化进行减肥美容的 “ 超声人体雕塑器” ; 利用聚焦冲击波粉碎 肾结石的“体外声能碎石机” ; 以及超声洁 牙、掺药、杀菌、消毒等等。但在超声诊断 中, 由于空化可能损伤或改变生物组织的性 质, 因而绝大多数情况下是有害的。
超声化学
超声化学的主要内容是利用超声空化能量 启开或加速化学反应速度, 提高化学产额。 如已发现, 超声空化作用于烯烃加氢反应中 的镍粉催化剂, 可使反应速度提高100万倍。 在难以活化的多相体系中, 超声空化可以把 有机或无机化合物添加到无机固体基质的 原子层中, 使添加速度提高200倍, 从而改善 后者的光学或电学性质。
超声空化的应用
空化原理
通常指存在于液体中的微小气泡(空化核)在 超声场的作用下振动、生长并不断聚集声场能量， 当能量达到某个阈值时，空化气泡急剧崩溃闭合 的过程。
空化应用
生物效应 医学效应 超声化学 超声清洗
生物效应
对生物组织和细胞而言, 低于 空化阈的超声多数无有害作用, 不 少情况下, 还是有益的。但当超声 空化气泡出现时, 则绝大多数情况 下是有害的。如用无空化的兆赫 级频率的超声, 对金鱼、大鳞副泥 鳅及中华鲜的受精卵进行照射, 缩 短了孵化期. 提高了成活率,并且化 鱼后慑食及抗灾能力均明显提高。 然而, 一但产生空化, 细胞被破坏, 鱼卵立即死亡。