超聲波機械效應超聲波能量作用于介質(zhì),，會引起質(zhì)點高速細微的振動，產(chǎn)生速度,、加速度、聲壓,、聲強等力學量的變化,，從而引起機械效應。超聲波是機械能量的傳播形式,，與波動過程有關(guān),，會產(chǎn)生線性效變的振動作用。超聲波在介質(zhì)中傳播時,，質(zhì)點位移振幅雖然很小 ,，但超聲引起的質(zhì)點加速度卻非常大。

若20kHz,、1W/cm2的超聲波在水中傳播,，則其產(chǎn)生的聲壓幅值為173kPa,這意味著聲壓幅值每鐘內(nèi)要在正負173kPa之間變化2萬次，質(zhì)點的加速度達1440km/s2,大約為重力加速度的1500倍,，這樣激烈而快速變化的機械運動就是功率超聲的機械振動效應,。

當超聲介質(zhì)不是均勻的分層介質(zhì)時(例如生物組織、人體等),各層介質(zhì)的聲阻抗不同將使傳播的聲波產(chǎn)生反射,、形成駐波,，駐波的波腹、波節(jié)造成壓力,、張力和加速度的變化,。由于不同介質(zhì)質(zhì)點(例如生物分子)的質(zhì)量不同，則壓力變化引起的振動速度有差異,，使介質(zhì)質(zhì)點間的相對運動所造成的壓力變化,，是引起超聲機械效應的另一原因。利用超聲的機械效應應進行加工處理(打孔,、切
割,、壓實、表面強化,、焊接,、清洗、拋光及去除不希望的薄膜和臟物等),也用于加速分散,、均質(zhì),、乳化、粉碎,、殺菌等其他過程,。

超聲波機械效應作用在生產(chǎn)中得到了廣泛的應用,，現(xiàn)舉例如下。

機械攪拌

超聲的高頻振動及輻射壓力可在氣,、液體中形成有效的攪動與流動,。空化氣泡振動對固體表面產(chǎn)生的強烈射流及局部流，均能顯著減弱液體的表面張力及摩擦力,，并破壞固-液界面的附面層,，因而達到普通低頻機械攪動達不到的效果。這一作用是藥物透人,，美容品導人皮膚,，超聲除氣，食品及化妝品調(diào)勻細化等應用的物理基礎(chǔ),。

相互擴散

利用超聲振動及空化的壓力,、高溫效應，促使兩種液體,，兩種固體,，或液-固、液氣界面之間,，發(fā)生分子的相互滲透,，形成新的物質(zhì)屬性。金屬或塑料的超聲焊接,，超聲乳化,、清洗、霧化可歸為此類作用,。

均勻化

空化氣泡閉合后產(chǎn)生的局部沖擊波,，可粉碎液體中的顆粒，使其細化;使結(jié)晶均勻;將較大,、不均勻乳滴分散為微小均勻藥劑(如醫(yī)用造影劑,、治癌藥劑等);甚至可包括消溶血栓等作用。

凝聚作用

超聲振動可使氣,、液媒質(zhì)中懸浮粒子以不同速度運動,，增加相碰撞機會;或利用駐波使它們趨于波腹處，從而發(fā)生凝聚過程,。煙道收塵,、人工降雨可屬此類。

機械切削作用

因超聲振動加速度甚大,，加上空化的聲腐蝕作用,，可對硬脆材料(寶石、陶瓷、玻璃,、磁鋼等)進行特形精密加工,。

粉碎作用

利用高強度超聲脈沖，可以粉碎人體內(nèi)的腎結(jié)石和膽結(jié)石而不損傷軟組織,。