Několik účinků šíření ultrazvukového svařovacího stroje

Když se ultrazvuková vlna šíří v médiu, v důsledku interakce mezi ultrazvukovou vlnou a médiem, médium prochází fyzikálními a chemickými změnami, což vede k řadě mechanických, tepelných, elektromagnetických a chemických ultrazvukových účinků, včetně následujících 4 efektů:

mechanický efekt

Mechanické působení ultrazvuku může podporovat emulgaci kapalin, zkapalňování gelů a disperzi pevných látek. Když se v ultrazvukovém tekutém médiu vytvoří stojatá vlna, drobné částice suspendované v tekutině kondenzují v uzlu v důsledku působení mechanické síly a vytvářejí periodickou akumulaci ve vesmíru. Indukovaná elektrická polarizace a indukovaná magnetizace v důsledku mechanického působení ultrazvukových vln při šíření v piezoelektrických a magnetostrikčních materiálech (viz Dielektrická fyzika a magnetostrikce).

Kavitace

Když ultrazvuková vlna působí na kapalinu, může produkovat velké množství malých bublin. Jedním z důvodů je, že v kapalině je lokální tahové napětí, které vytváří podtlak. Snížení tlaku způsobí, že plyn původně rozpuštěný v kapalině se přesytí a unikne z kapaliny jako malé bubliny. Dalším důvodem je, že silné tahové napětí "roztrhne" kapalinu do dutiny zvané kavitace. Uvnitř dutiny je kapalná pára nebo jiný plyn rozpuštěný v kapalině, případně i ve vakuu. Malé bubliny vytvořené kavitací se budou neustále pohybovat, růst nebo náhle prasknout s vibrací okolního média. Když praskne, okolní kapalina náhle spěchá do bubliny, aby vytvořila vysokou teplotu, vysoký tlak a rázovou vlnu. Vnitřní tření doprovázené kavitací může tvořit elektrický náboj a fenomén luminiscence je generován v bublině v důsledku výboje. Většina technik sonikace v kapalinách souvisí s kavitací.

Tepelný efekt

Vzhledem k vysoké frekvenci a vysoké energii ultrazvukových vln může při absorpci médiem vyvolat významné tepelné účinky.

chemický účinek

Působení ultrazvuku může vyvolat nebo urychlit určité chemické reakce. Například čistá destilovaná voda je sonikována k výrobě peroxidu vodíku; dusíkem rozpuštěná voda je sonikována za vzniku kyseliny dusné; vodné roztoky barviv změní barvu nebo vyblednou po sonikaci. Výskyt těchto jevů je vždy doprovázen kavitací. Ultrazvuk také urychluje hydrolýzu, rozklad a polymerační procesy mnoha chemikálií. Ultrazvuk má také významný vliv na fotochemické a elektrochemické procesy. Po ultrazvukové léčbě vodných roztoků různých aminokyselin a jiných organických látek zmizely charakteristické absorpční spektrální pásy a vykazovaly jednotnou obecnou absorpci, což naznačovalo, že molekulární struktura byla změněna kavitací.