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超聲波清洗技術以空化效應為核心驅動力，通過高頻聲波在液體中產生的物理現象實現高效清潔。其工作原理可拆解為三個關鍵環節：聲波能量轉化、空化氣泡形成與破裂、以及微射流沖擊。
1.空化效應的物理基礎
當超聲波（通常20-40kHz）在液體中傳播時，聲波的壓縮與膨脹周期使液體分子產生交替的受力變化。在聲波的負壓階段，液體局部區域壓力驟降，當壓力低于液體蒸氣壓時，溶解氣體析出形成微米級氣泡；而在正壓階段，氣泡迅速壓縮并破裂，釋放出局部高溫（約5000℃）和高壓（約500atm）的沖擊波，形成“微射流”。這一過程每秒重復數萬次，形成持續的機械沖擊力。
2.清洗效率提升機制
空化效應的清潔能力源于其三大優勢：
微觀穿透性：微射流可深入傳統清洗難以觸及的微米級孔隙（如齒輪嚙合面、電路板焊點），剝離頑固污垢。
非接觸式清潔：避免物理刮擦對精密零件（如光學鏡片、半導體晶圓）的損傷。
化學協同效應：超聲波可加速清洗劑分子擴散，降低表面張力，使油污、蠟質等污染物乳化剝離。
3.技術優化方向
當前研究聚焦于提升空化效率：
多頻協同技術：結合低頻（28kHz）與高頻（80kHz）超聲波，兼顧深層清潔與表面拋光。
智能控制系統：通過傳感器實時監測空化強度，動態調整功率與頻率，降低能耗。
新型清洗介質：開發納米流體、超臨界CO?等介質，提升清洗精度與環保性。
空化效應作為超聲波清洗的核心，正通過技術創新不斷突破清潔效率與適用場景的邊界，為精密制造、醫療器械等領域提供關鍵支撐。
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