只有交變聲壓幅值超過液體的靜壓力時(shí)才會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓。 而負(fù)壓要超過液體的強(qiáng)度才能產(chǎn)生空化。使液體產(chǎn)生空化的zui低聲強(qiáng)或聲壓幅值稱為空化閾。各種液體具有不同的空化閾值,在超聲清洗槽中的聲強(qiáng)要高于空化閾值才能產(chǎn)生超聲空化。聲強(qiáng)增加時(shí),空化泡的zui大半徑與起始半徑的比值增大,空化強(qiáng)度增大, 即聲強(qiáng)愈高,空化愈強(qiáng)烈.有利于清洗作用。但不是聲功率越大越好,聲強(qiáng)過高.會(huì)產(chǎn)生大量無用的氣泡,增加散射衰減,形成聲屏障,同時(shí)聲強(qiáng)增大也會(huì)增加非線性衰減,這樣都會(huì)削弱遠(yuǎn)離聲源地方的清洗效果。對(duì)于一些難清洗干凈的污物,例如金屬表面的氧化物,化纖噴絲板孔中污物的清洗,則需要采用較高的聲強(qiáng).此時(shí)被清洗面應(yīng)貼近聲源,這時(shí)大多不采用槽式清洗器.而用棒狀聚焦式換能器直接插入清洗液靠近清洗件的表面進(jìn)行清洗.
超聲波處理儀頻率的選擇
超聲空化閾值和超聲波的頻率有密切關(guān)系.頻率越高,空化閾越高,換句話說,頻率越高,在液體中要產(chǎn)生空化所需要的聲強(qiáng)或聲功率也越大;頻率低,空化容易產(chǎn)生,同時(shí)在低頻情況下,液體受到的壓縮和稀疏作用有更長的時(shí)間間隔.使氣泡在崩潰前能生長到較大的尺寸,增高空化強(qiáng)度,有利于清洗作用.
目前超聲波處理儀的工作頻率根據(jù)清洗對(duì)象,大致分為三個(gè)頻段;
低頻超聲, 高頻超聲和兆赫超聲.低頻超聲適用于大部件表面或者污物和清洗件表面結(jié)合強(qiáng)度高的場(chǎng)合。頻率的低端,空化強(qiáng)度高。易腐蝕清洗件表面,不適宜清洗表面光潔度高的部件,而且空化噪聲大.40KHz左右的頻率,在相同聲強(qiáng)下,產(chǎn)生的空化泡數(shù)量比頻率為20KHz時(shí)多,穿透力較強(qiáng),宜清洗表面形狀復(fù)雜或有盲孔的工件,空化噪聲較?。栈瘡?qiáng)度較低,適合清洗污物與被清洗件表面結(jié)合力較弱的場(chǎng)合,高頻超聲清洗適用于計(jì)算機(jī)。這些清洗對(duì)象要求在清洗過程中不能受到空化腐蝕.要能洗掉微米級(jí)的污物。兆赫超聲清洗適用于集成電路芯片、硅片及簿膜等的清洗。能去除微米、亞微米級(jí)的污物而對(duì)清洗件沒有任何損傷。因?yàn)榇藭r(shí)不產(chǎn)生空化.其清洗機(jī)理主要是聲壓梯度.粒子速度和聲流的作用。