超聲波空化作用是指存在于液體中的微氣核空化泡)在聲波的作用下振動(dòng)，當聲壓達到定值時(shí)發(fā)生的生長(cháng)和崩潰的動(dòng)力學(xué)過(guò)程?？栈饔冒惆?個(gè)階段：空化泡的形成、長(cháng)大和劇烈的崩潰。當盛滿(mǎn)液體的容器當通入超聲波后，由于液體振動(dòng)而產(chǎn)生數以萬(wàn)計的微小氣泡，即空化泡。這些氣泡在超聲波縱向傳播形成的負壓區生長(cháng)，而在正壓區迅速閉合，從而在交替正負壓強下受到壓縮和拉伸。在氣泡被壓縮直至崩潰的瞬間，會(huì )產(chǎn)生巨大的瞬時(shí)壓力，般可達幾十兆帕至上百兆帕。Suslick等人測得：空化可使氣相反應區的溫度達到5 200 K左右，液相反應區的有效溫度達到1 900 K左右，局部壓力在5．O5×10 kPa，溫度變化率達10。K／s，并伴有強烈的沖擊波和時(shí)速達400 km 的微射流。這種巨大的瞬時(shí)壓力，可以使懸浮在液體中的固體表面受到急劇的破壞。通常將超聲波空化分為穩態(tài)空化和瞬間空化2種類(lèi)型：穩態(tài)空化是指在聲強較低(般小于10 w／cm )時(shí)產(chǎn)生的空化泡，其大小在其平衡尺寸附近振蕩，生成周期達數個(gè)循環(huán)。當擴大到使其自身共振頻率與聲波頻率相等時(shí)，發(fā)生聲場(chǎng)與氣泡的大能量耦合，產(chǎn)生明顯的空化作用。瞬態(tài)空化則是指在較大的聲強(般大于1O w／cm )作用下產(chǎn)生的生存周期較短的空化泡(大都發(fā)生在1個(gè)聲波周期內)。

超聲波清洗工作是由位于清洗工件表面或附近的空化氣泡來(lái)完成的，超聲空化作用主要表現如下幾個(gè)方面：

（1） 存在于液體中的微氣泡在聲場(chǎng)的作用下振動(dòng)，當聲壓達到定值時(shí)，氣泡將迅速變大，然后迅速閉合，在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波能在其周?chē)a(chǎn)生上千個(gè)大氣壓的壓力，破壞不溶性污物而使它們分散在清洗液中。

（2） 蒸汽型空化對污物層的直接反復沖擊，方面破壞污物與清洗件表面的吸附，另方面也會(huì )引起污物層的疲勞破壞而與清洗件表面脫離。

（3） 氣體型氣泡的振動(dòng)對固體表面進(jìn)行擦洗，污物旦有縫可鉆，氣泡就可以“鉆入”裂縫中作振動(dòng)，使污層脫落。

（4） 對于有油污包裹住的固體粒子，由于超聲空化的作用，兩種液體在界面迅速分離而乳化，固體粒子即行脫落。

（5） 超聲空化在固體和液體界面上所產(chǎn)生的速微射流能夠除去或削落邊界污層，增加攪拌作用，加快可溶性污物的溶解，強化化學(xué)清洗的清洗作用。

超聲波清洗的特點(diǎn)：

（1） 超聲波清洗的特點(diǎn)是速度快、質(zhì)量、易于實(shí)現自動(dòng)化，它特別用于表面形狀復雜的工件。如對精密工件上的空穴、狹縫、凹槽、微孔、暗洞等處，通常的洗刷方法難以見(jiàn)效，使用超聲清洗卻可以達到良好的效果。

（2） 超聲波清洗的另個(gè)特點(diǎn)是對質(zhì)地較硬、聲反射強的材料清洗效果較好（如金屬、玻璃、陶瓷、塑料）。

（3） 清洗效果好，清潔度且全部工件清潔度致。

（4） 清洗速度快，提生產(chǎn)效率，不須人手接觸清洗液，安全可靠。

（5）對深孔、細縫和工件隱蔽處亦可清洗干凈。

（6）對工件表面無(wú)損傷，節省溶劑、熱能、工作場(chǎng)地和人工等。

超聲波的廣泛的運用于各個(gè)域就是應用了其空化作用以及其空化伴隨著(zhù)機械效應、熱效應、化學(xué)效應、生物效應等等，機械效應和化學(xué)效應的應用，前者主要表現在非均相反應界面的增大；后者主要是由于空化過(guò)程中產(chǎn)生的溫壓使得分子分解、化學(xué)鍵斷裂和產(chǎn)生自由基等。利用機械效應的過(guò)程包括吸附、結晶、電化學(xué)、非均相化學(xué)反應、過(guò)濾以及超聲清洗等，利用化學(xué)效應的過(guò)程主要包括有機物降解、分子化學(xué)反應以及其他自由基反應。