超声波是一种机械波,它必须依靠介质进行传播,无法存在于真空(如太空)中,所以我们无法在真空中使用超声波,但我们仍然可以使用和电磁波有关的设备(包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线等),对电磁波技术进行利用。
在空气中,超声波是指波长小于2厘米的机械波(一说1.7厘米,2cm波长对应17000Hz,1.7cm波长对应20000Hz,实际上没有固定标准,只是一个便于记忆的数值罢了),其波长甚短,低于人耳听觉的一般下限(2cm),人们将这种听不见的机械波叫做超声波,次声波的波长则一般长于20米(一说17米,20m波长对应17Hz,17m波长对应20Hz),高于听觉的波长上限。在实际应用中的超声波往往还与短波可听声波范围重合,波长短于3.4cm(10000hz)的机械波都可以视作超声波研究。
其波长比一般声波短得多,因而可以用来切削、焊接、钻孔等。由于其波长短,因而具有许多特点:首先是波长短造成的传播的各向异性,再者由于它波长短,衍射能力差,虽具有良好的各向异性,不过在空气中损耗大,传不远,穿透力比较差,容易散射。工业与医学上常用超声波进行超声探测。超声和次声以及可听声本质上是一致的,它们的共同点都是一种机械波,通常以纵波的方式在弹性介质内会传播,是一种能量的传播形式,其不同点是超声波波长短,在一定距离内可沿直线传播而衍射少,具有良好的各向异性,但相比可听声和次声波其穿透力较差,容易散射。
超声波的几个主要参数:
波长:在20℃的空气中,λ≤2cm(在实际应用中因为效果相似,通常把λ≤3.4cm,即f≥10KHz的机械波也称为超声波)
波速:在20℃的空气中,v=343m/s,在液体中速度更快,在固体中速度快
功率密度:定义式为 p=发射功率(W)/发射面积(cm²),通常p≥0.3W/cm²。在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗,其原理可用“空化”现象来解释:超声波在液体中的机械波导致的压强达到一个大气压时,其功率密度为0.35W/cm²,这时超声波的峰值就可达到真空或负压,但实际上无负压存在,因此在液体中产生一个很大的压力,将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空,它在超声波反向达到时破裂,由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污垢撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。太小的声强无法产生空化效应。
物理效应
超声的机械效应可促发若干变化。实践证明一些物理效应往往是上述效应的继发效应。TS-C型机通过物理效应继发出下列五大作用:
弥散作用:超声波可以提高生物膜的通透性,超声波作用后,细胞膜对钾,钙离子的通透性发生较强的改变。从而增强生物膜弥散过程,促进物质交换,加速代谢,改善组织营养。
触变作用:超声作用下,可使凝胶转化为溶胶状态。对肌肉,肌腱的软化作用,以及对一些与组织缺水有关的病理改变。如类风湿性关节炎病变和关节、肌腱、韧带的退行性病变的。
空化作用:空化形成,或保持稳定的单向空化,或继发膨胀以致崩溃,细胞功能改变,细胞内钙水平增高。成纤维细胞受,蛋白合成增加,血管通透性增加,血管形成加速,胶原张力增加。
聚合作用与解聚作用:水分子聚合是将多个相同或相似的分子合成一个较大的分子过程。大分子解聚,是将大分子变成小分子的过程。可使关节内增加水解酶和原酶活性增加。
,修复细胞和分子:超声作用下,可使组织pH值向碱性方面发展。缓解炎症所伴有的局部酸中毒。超声可影响血流量,产生致炎症作用,抑制并起到作用。使白细胞移动,促进血管生成。胶原合成及成熟。促进或抑制损伤的修复和愈合过程。从而达到对受损细胞组织进行清理、、修复的过程。
适应范围
适用于实验、氧化、电解、镀锌、镀镍、镀锡、镀铬、光电、冶炼、化成、腐蚀等各种精密表面处理场所。在阳极氧化、真空镀膜、电解、电泳、水处理、电子产品老化、电加热、电化学等方面也得到用户好评。特别是在PCB、电镀、电解行业领域,成为众多客户的。
特点
1、降低孔隙率,晶核的形 成速度大于成长速度,促使晶核细化。
2、改善结合力,使钝化膜击穿,有利于基体与镀层之间牢固结合。
3、改善覆盖能力和分散能力,高的阴极负电位使普通电镀中钝化的部位也能沉积,减缓形态复杂零件的突出部位由于沉积离子过度消耗而带来的“烧焦”、“树枝状”沉积的缺陷,对于获得一个给定特性镀层(如颜色、无孔隙等)的厚度可减少到原来1/3-1/2,可节省原材料。
降低镀层的内应力,改善晶格缺陷、杂质、空洞、瘤子等,容易得到无裂纹的镀层,减少添加剂。有利于获得成份稳定的合金镀层。
4、改善阳极的溶解,不需阳极活化剂。
5、改进镀层的机械物理性能,如提高密度降低表面电阻和体电阻,提高韧性、耐磨性、抗蚀性而且可以控制镀层硬度。
6、提高产品成品率、产品质量。