Az ultrahangos hegesztőgép szaporításának számos hatása

Amikor az ultrahangos hullám terjed a közegben, az ultrahangos hullám és a közeg közötti kölcsönhatás miatt a közeg fizikai és kémiai változásokon megy keresztül, ami mechanikai, termikus, elektromágneses és kémiai ultrahangos hatásokat eredményez, beleértve a következő 4 hatást is:

mechanikai hatás

Az ultrahang mechanikai hatása elősegítheti a folyadékok emulgeálását, a gélek cseppfolyósítását és a szilárd anyagok diszperzióját. Amikor egy álló hullám képződik egy ultrahangos folyadékközegben, a folyadékban szuszpendált apró részecskék a mechanikai erő hatására kondenzálódnak a csomóponton, és periodikus felhalmozódást képeznek az űrben. Indukált elektromos polarizáció és indukált mágnesesség az ultrahangos hullámok mechanikai hatása miatt piezoelektromos és magnetostriktív anyagokban történő szaporításkor (lásd Dielektromos fizika és magnetostriction).

Kavitáció

Amikor az ultrahangos hullám hat a folyadékra, nagyszámú kis buborékot hozhat létre. Ennek egyik oka az, hogy a folyadékban helyi szakítófeszültség van, hogy negatív nyomást képezzen. A nyomás csökkentése miatt a gáz eredetileg feloldódott a folyadékban túltelített, és kis buborékokként távozik a folyadékból. Egy másik ok az, hogy az erős szakítófeszültség "széttépi" a folyadékot egy kavitációnak nevezett üregbe. Az üreg belsejében folyékony gőz vagy más folyadékban oldott gáz, esetleg vákuum is van. A kavitáció által alkotott kis buborékok folyamatosan mozognak, nőnek vagy hirtelen kipukkadnak a környező közeg rezgésével. Amikor kipukkad, a környező folyadék hirtelen a buborékba rohan, hogy magas hőmérsékletet, magas nyomást és lökéshullámot generáljon. A kavitációval kísért belső súrlódás elektromos töltést képezhet, és a lumineszcencia jelensége a buborékban keletkezik a kisülés miatt. A folyadékok szonikálásának legtöbb technikája a kavitációhoz kapcsolódik.

Hőhatás

Az ultrahangos hullámok nagy frekvenciája és nagy energiája miatt jelentős hőhatásokat okozhat, ha a közeg elnyeli.

kémiai hatás

Az ultrahang hatása bizonyos kémiai reakciókat indukálhat vagy felgyorsíthat. Például a tiszta desztillált vizet hidrogén-peroxid előállítására szonikálják; a nitrogénben oldott vizet nitrosav előállítására szonikálják; a festékek vizes oldatai színe megváltozik vagy elhalványul a szonikálás után. Ezeknek a jelenségeknek az előfordulását mindig kavitáció kíséri. Az ultrahang felgyorsítja számos vegyi anyag hidrolízisét, bomlását és polimerizációs folyamatait is. Az ultrahang jelentős hatással van a fotokémiai és elektrokémiai folyamatokra is. A különböző aminosavak és más szerves anyagok vizes oldatainak ultrahangos kezelése után a jellegzetes abszorpciós spektrális sávok eltűntek, és egységes általános felszívódást mutattak, ami azt jelezte, hogy a molekuláris szerkezetet kavitációval megváltoztatták.