超聲波在液體里的分散作用,,主要是超聲空化效應,。采用超聲波分散,可不需要使用分散劑,,在許多場合,。超聲波分散可以得微米甚至是納米粒子。當超聲振動傳遞到液體中時,,由于聲強很da,,會在液體中激發(fā)很強的空化效應,從而在液體中產(chǎn)生大量的空化氣泡,。隨著這些空化氣泡產(chǎn)生和破裂,,將產(chǎn)生微射流,進行將液體重大的固體顆粒擊碎,。同時由于超聲波的振動和分散作用,,使固液更加充分的混合,對大部分化學反應起到促進作用,。
①機械效應,。超聲波的機械作用可促成液體的乳化、凝膠的液化和固體的分散,。當超聲波流體介質(zhì)中形成駐波時,,懸浮在流體中的微小顆粒因受機械力的作用而凝聚在波節(jié)處,在空間形成周期性的堆積,。超聲波在和材料中傳播時,,由于超聲波的機械作用而引起的感生電極化和感生磁化(見和)。
②空化作用,。超聲波作用于液體時可產(chǎn)生大量小氣泡,。一個原因是液體內(nèi)局部出現(xiàn)拉應力而形成負壓,,壓強的降低使原來溶于液體的氣體過飽和,而從液體逸出,,成為小氣泡,。另一原因是da的拉應力把液體“撕開”成一空洞,稱為空化,。內(nèi)為液體蒸氣或溶于液體的另一種氣體,,甚至可能是真空。因空化作用形成的小氣泡會隨周圍介質(zhì)的振動而不斷運動,、長大或突然破滅。破滅時周圍液體突然沖入氣泡而產(chǎn)生高溫,、高壓,,同時產(chǎn)生激波。與空化作用相伴隨的內(nèi)摩擦可形成電荷,,并在氣泡內(nèi)因放電而產(chǎn)生光現(xiàn)象,。在液體中進行超聲處理的技術大多與空化作用有關。
③熱效應,。由于超聲波使物質(zhì)產(chǎn)生振動,,被介質(zhì)吸收時能產(chǎn)生熱效應。
④化學效應,。超聲波的作用可促使發(fā)生或加速某些化學反應,。
大型超聲波分散機顆粒分散是近年來發(fā)展起來的新興邊緣學科。所謂顆粒分散是指粉體顆粒在液相介質(zhì)中分離散開并在整個液相中均勻分布的工程,,主要包括潤濕,、解團聚及分散顆粒的穩(wěn)定化3個階段。潤濕是指將粉體緩慢地加人混合體系中形成的渦流,,使吸附在粉體表面的空氣或其他雜質(zhì)被液體取代的過程,。解團聚是指通過機械或超生等方法,使較大粒徑的聚集體分散為較小的顆粒,。穩(wěn)定化指**粉體顆粒在液體中保持長期的均勻分散,。根據(jù)分散方法的不同,可分為物理分散和化學分散,。超聲波分散是物理分散方法之一,。
超聲波具有波長短、近似直線傳播,、能量容易集中等特點,。超聲波可以提高化學反應速率,縮短反應時間,、提高反應的選擇性,;而且還能夠激發(fā)在沒有超聲波存在時不能發(fā)生的化學反應,。超聲波分散是將需處理的顆粒懸浮體直接置于超生場中,用適當頻率和功率的超聲波加以處理,,是一種強度很高的分散手段,。超聲波分散的作用機理目前普遍認為與空化作用有關。超聲波的傳播是以介質(zhì)為載體的,,超聲波在介質(zhì)中的傳播過程中存在著一個正負壓強的交變周期,。介質(zhì)在交替的正負壓強下受到擠壓和牽拉。當用足夠大振幅的超聲波來作用于液體介質(zhì)保持不變的臨界分子距離,,液體介質(zhì)就會發(fā)生斷裂,,形成微泡,微泡進一步長大成為空化氣泡,。這些氣泡一方面可以重新溶解于液體介質(zhì)中,,也可能上浮并消失;也可能脫離超聲場的共振相位而潰陷,。實踐證明,,對于懸浮體的分散存在著zui適宜的超生頻率,它的值決定于被懸浮粒子的粒度,。為此,,在超生一段時間后,停止若干時間,,再繼續(xù)超生,,可避免過熱,超生中用空氣或水進行冷卻也是一個很好的方法,。