超声波研究及概述

超声波是人们听觉无法感知的频率高于17kHz的振动波，其与电磁波相似的是可以被反射和聚焦，与电磁波不同的是在传播时需要弹性介质。

在这方面超声波区别于其它类型的电磁波辐射，这樱厮吞簌些辐射波可自由地通过真空，而超声波却不能，在固体和液体介质中超声波的纵波和横波均可传播，在气体和液体介质中只有纵波才可以传播。纺织品染色工艺属于液/液、液/固相体系，因此超声波纵波的研究是重要的。

在超声波传播时，弹性介质中的粒子就产生摆动并沿传播方向传递能量，从而产生机械效应、热效应和声空化。声波的机械效应是指传声媒质的质点振动位移、速度、加速度及声压等力学量的变化。声波的热效应是指声波在传播过程中其部分能量被媒质吸收转化为热能的现象。声空化是超声波机械效应的一种特殊现象，它直接导致了声化学的产生。

所谓声化学就是超声波化学，主要是指利用超声波来加速反应或启通新的反应通道，以提高化学产率或获取新的化学反应物。

在物理学上声空化是液体中气泡在声场作用下所发生的一系列动力学过程，在足够强度的超声波通过液体时将发生压缩和高压、松弛和低压等四个过程。当声波负压半周期的声压幅值超过液体内部静压强时，存在于液体中的被称为空化核的微小气泡就会迅速增大，形成直径可达500nm的气泡；而在相继而来的声压正压相中气泡又被突然绝热压缩，直到“崩溃”或“爆炸”。崩溃瞬间在气泡及其周围微小空间内出现“热点”，形成高温高压区，温度可达1900～5200℃，压力超过50MPa，温度的时间变化率可达109K/s，并伴有强大的冲击波和时速达400km的射流以及放电发光瞬间过程，这些条件足以打开结合力强的化学键(378～420J/mol)，并且促进“水相燃烧”反应，为促进和启通化学反应造成了一个极端的物理环境。

声化学促进的化学反应包括：分子破碎、氧化-还原、有机卤代物脱卤以及产生自由基等反应。研究领域已经涉及到生物化学、有机合成、高分子降解与聚合、分析化学、无机合成、电化学、光化学、立体化学、环境化学以及其它学科等。