空化作用名是由于液體中形成空穴而局部產(chǎn)生高壓,、高溫,、放電,、發(fā)光或激震波等的作用,。空化作用可由超聲波獲得,，因為超聲波頻率高,、能量大，在液體中傳播時,，可以產(chǎn)生大量的小空腔,。這些空腔存在時間極短，當它們驟然收縮時,，在液體中會產(chǎn)生高達數(shù)千大氣壓的巨大壓強,，從而產(chǎn)生大量的熱能,，形成局部的強壓力和高溫度，足以引起液體的化學變化,。

空化的三個階段

空化是液體*的現(xiàn)象,，發(fā)生在液體內(nèi)部的低壓區(qū)、尤其是在液體與固體的交界面上,，傳統(tǒng)意義上的空化是液體與其蒸氣的相變過程,，包括產(chǎn)生、發(fā)展,、消失三個階段,。產(chǎn)生階段稱為“空化初生"，伴有噪聲輻射的大幅度上升,；消失階段稱為“空化潰滅",，釋放出巨大的壓能和熱能，可能造成對材料的破壞,，也可能被利用來為多種工業(yè)工程服務,；在初生與潰滅之間的是空化發(fā)展階段，稱為“空化發(fā)展",，它主要是干擾空化物體的運動,、使力發(fā)生了 變化，譬如推力下降,、構件振動等,，在某些情況下也可以減阻、甚至將阻力系數(shù)降低一個數(shù)量級,。

超聲波空化作用

超聲波空化作用是指液體中的微小氣泡核在超聲波作用下產(chǎn)生振動,，當聲壓達到一定值時,，氣泡將迅速膨脹，然后突然閉合,，在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波,，這種膨脹、閉合,、振蕩等一系列動力學過程,。所有與液體相關的超聲處理技術都是利用超聲空化作為動力。

由于超聲空化作用過程非常復雜,，涉及聲學,、化學、 光學,、流體力學等多門學科,，而且在實際中不可能把空化效應和機械效應、光電效應等分離開來,。由于空化作用引發(fā)的物 理,、化學、生物等效應又具有相當特異的性質(zhì),，而這些性質(zhì)具有重要的理論價值和巨大應用潛力,。比如，空化泡的潰滅會在空泡周圍極小的空間內(nèi)產(chǎn)生微射流,，并對外輻射空化噪聲,。空泡潰滅時產(chǎn)生的高溫 高壓可用于清洗,、切割,、破碎物件，改善材料表面性能,、過程強化等方面,，超聲波空化作用已成為當前研究的熱點。

空化作用的產(chǎn)生

當以高強度超聲波處理液體時,，傳播到液體介質(zhì)中的聲波會產(chǎn)生交替的高壓（壓縮）和低壓（稀疏）循環(huán),，其速率取決于頻率。在低壓循環(huán)期間,，高強度的超聲波會在液體中產(chǎn)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(huán)中劇烈地坍塌，這種現(xiàn)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）?？栈瘹馀莸谋罎⒁矊е乱后w射流高達280m/s的速度,，所產(chǎn)生的剪切力機械地破壞細胞膜并改善材料轉移。根據(jù)所采用的超聲波參數(shù),，超聲波對細胞有破壞性或建設性影響,，取決于所使用的超聲參數(shù)。