超聲波均質機是利用超聲波在液體中的空化作用及其他物理作用來達到均質效果的。超聲波是一種機械振動在媒質中的傳播過程，具有聚束、定向、反射和透射等特性，它在媒質中主要產生2種形式的振動即橫波和縱波，前者只能在固體中產生，而后者可在固、液、氣體中產生。

　　空化作用是指在超聲波作用下，液體在強度較弱的地方產生空穴即小氣泡，小氣泡隨超聲脈動，在一個聲周期內，空穴會塌陷。超聲空化還會產生強烈的機械作用，在固體界面附近產生快速射流或聲沖流，在液體中產生強大的沖擊波。物理作用指的是超聲波可在液體中形成有效的攪動與流動破壞介質的結構、粉碎液體中的顆粒，主要是液體間碰撞、微相流和沖擊波導致顆粒表面形態變化。

　　從理論上分析，爆裂的空化泡會產生超過10,000psi的壓力和20,000°F（11,000°C）的高溫，并在其爆裂的瞬間沖擊波會迅速向外輻射。單個空化泡所釋放的能量很小，但每秒鐘內有幾百萬的空化泡同時爆裂，累計起來的效果將是非常強烈的，產生的強大的沖擊力將工件表面的污物剝落，這就是所有超聲波清洗的特點。

　　如果超聲波能量足夠大，空化現象會在清洗液各處產生，所以超聲波能夠有效清洗微小的裂縫和孔。空化作用也促進了化學反應并加速了表面膜的溶解。然而只有在某區域的液體壓力低于該氣泡內氣體壓力時才會在該區域產生空化現象，故由換能器產生的超聲波振幅足夠大時才能滿足這一條件。產生空化所需的小功率被稱做空化臨界點。不同的液體存在不同的空化臨界點，故超聲波能量必須超過該臨界點才能達到清洗效果。也就是說，只有能量超過臨界點才能產生空化泡，以便進行超聲波清洗。

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