超声清洗及其空化理论的新进展新进展____年9月渭南师范学院学报Sept.____第17卷第5期JournalofWeinanTeachersCollegeVol.17No.5超声清洗及其空化理论的新进展孟振庭(渭南师范学院物理系,陕西渭南)摘要:,趋势,一是朝高频方向发展,,,进一步涉及到生物作用、化学作用、光学作用和治癌、做手术等领域.关键词:超声;超声清洗;中图分类号文章编号:1009—5128(____)05—0020—02NewofUltrasonicCleaningandItsCavitationTheoryMENGZhen2ting(DepartmentofPhysics,WeinanTeachersCollege,714000Weinan,China)Abstract:Ultrasoniccleaninganditscavitationtheoryisapermanentandever2developingtopicofresearch.Inoveronedecade,thetwotrendsofdevelopmentintheequipmentultrasoniccleaningaretowardshighfrequencyandmulti2tankmodelandsinglechain.ThestudyofUltrasoniecavitationbecomesmvolveelinbiology、chemistry、opticsandme_icalfreatmentforcancerandsoon.KeyWords:ultrasound;vltrasoniccleaning;ultrasoniccavitation伴随1876年FGalton气哨的吹响,一门崭新的超声科学宣告诞生.为了避免震惊全世界而于19____年首航便因碰撞冰山而沉没的Titanic号豪华客轮事件再次发生,科学家开始了用超声方法探测冰山、暗礁以及后来的侦察德国潜艇的紧张研究活动.19____年,随着R.W.Wood和A.E.Loomis关于石英超声换能器随近鱼类会被杀死的现象及其超声能量作用的实验报告的发表,从而为功率超声学这门超声分支学科奠定了基础.1功率超声的空化机理空化是液体中特有的超声物理现象,其理论和实验研究已证实,超声空化是液体中由于涡流或超声的物理作用,在液体内的某一区域会形成局部的暂时的负压区,于是在液体中产生空穴或气泡,这些充有蒸气或空气的气泡处于非稳定状态,当它们突然闭合时,会产生激波,因而在局部微小区域产生很大很大的压力,从而把聚集起来的声场能量在液体中极小7的空间内迅速释放出来,形成异乎寻常的高温(可高达5000K以上)、高压(可高达5__215;10pa)以及强冲击波和射流等极端的物理条件.空化效应在水声等方面有着极大的消极和破坏作用.例如空化作用会使螺旋浆发出剧烈的声响,减少螺旋浆的推力等.但利用超声空化效应,能使两种不相溶的液体乳化,能破碎生物细胞,能焊接金属和塑料,能为铝制品搪锡等,特别是空化在超声清洗中的特殊作用,使超声清洗成了功率超声最为广泛的应用领域.2超声清洗的最新进展超声清洗就是利用超声换能器向清洗液中辐射的超声液,对浸在液体中零部件的表面污物进行的清洗,其作用机理主要就是超声的空化作用.当液体中的空化核(即微气泡)在声场的作用下振动达一定值时,气泡将迅速增长然后突然闭合,这时闭合产生的激波在周围将产生上千个大气压力,这些强冲击波将会破坏污物在零部件表面的吸附,引起污物层的疲劳,有的气泡还能“钻入”污物裂缝使之振动,从而引起污层脱落,达到清洗的目的.根据超声清洗的空化作用原理,一般超声清洗设备都做成槽式装置,如图1所示.换能器通过槽壁向槽中的清洗液发收稿日期:____—04—29基金项目:陕西省教育厅专项科研基金资助项目(00JK156)),男,陕西韩城人,渭南师范学院物理系副教授.作者简介:孟振庭(1947—