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在液體中，超聲波會產生一種“空化"現象，就是所說的“空化作用"。

超聲波“空化作用"：

       當以高強度超聲波處理液體時，傳播到液體介質中的聲波會產生交替的高壓 (壓縮) 和低壓 (稀疏) 循環，其速率取決于頻率。在低壓循環期間，高強度的超聲波會在液體中產生小的真空氣泡或空隙。當氣泡達到不能再吸收能量的體積時, 它們在高壓循環中劇烈地坍塌，這種現象稱為“空化"。在爆炸期間，局部將達到非常高的溫度（約5,000K）和壓力（約2,000atm）。空化氣泡的崩潰也導致液體射流高達280m/s的速度，所產生的剪切力機械地攪拌液體使反應物充分混合。

       所以，有了超聲波在液體中的空化作用，超聲波聲化學設備可以應用于萃取提取、破碎、混合、乳化、分散、攪拌、消泡脫氣、加速反應等。

1、分散

超聲波分散是以液體為媒介，在液體中加入高頻率超聲波振動。由于超聲是機械波，不被分子吸收，在傳播過程中引起分子的振動運動。空化效應下，即高溫、高壓、微射流、強烈振動等附加效應下分子間的距離因振動增加其平均距離，最終導致分子破碎。超聲波瞬間釋放的壓力破壞了顆粒之間的范德華力，使得顆粒更加不容易團聚在一起。同常規分散方法相比，超聲波分散技術效率高、時間短。石墨烯、納米材料、油和油漆等制造都有應用。

2、乳化

在超聲波能量的作用下，兩種或兩種以上的不相溶液體混合在一起，其中一種液體均勻地分散在另一種液體之中形成乳液狀液體，這種處理過程稱為超聲波乳化。超聲波乳化的最大特點是不需要乳化劑。另外，超聲波乳化可以控制乳狀液的類型，所形成的乳液更加穩定，有的穩定幾個月至半年以上；制備的乳液濃度高，純乳液濃度可超過30%，外加乳化劑可達70%；超聲乳化還可以制備出一般方法不能制備的乳狀液。例如，常用的混合方法只能在水中產生5%的石蠟乳液，而不可思議的是，在功率超聲場的作用下可以產生20%的石蠟乳液。超聲波乳化設備在實驗室超聲波的乳化能力已經被人們熟知并應用了很長時間，在工業上用于生產工廠的大批量生產的高效乳化，如化妝品和護膚品、藥品膏劑、油漆、潤滑油和燃料等。