超聲結(jié)晶是利用超聲波的能量控制工業(yè)結(jié)晶過程的方式。結(jié)晶是一個復(fù)雜的過程,對它的控制,特別是當(dāng)遇到有機(jī)化合物時的控制,通常是十分困難的。利用超聲波可以對成核和生長過程進(jìn)行控制,從而使結(jié)晶過程更加優(yōu)化,并獲得不引入超聲波無法得到的產(chǎn)品。高周波
1、超聲頻率的影響:超聲頻率對溶液結(jié)晶效果有著非常明顯的影響,這是因為超聲頻率的改變會顯著影響超聲空化作用。隨著超聲頻率的增高,超聲波膨脹相的時間相應(yīng)地會變短,這就會導(dǎo)致以下情況的發(fā)生:1.空化核來不及增長到可產(chǎn)生空化泡;2.即使空化泡可以形成,但由于壓縮相時間較短,空化泡可能來不及收縮到發(fā)生崩潰。
2、聲場分布對結(jié)晶生長影響:在階梯形超聲探頭作用下的成核引導(dǎo)時間比指數(shù)形錐體的探頭的引導(dǎo)時間長。由于變幅桿的作用相當(dāng)于質(zhì)點振動速度放大器,因此在指數(shù)形錐體探頭作用下,水合體系分子的微混合更均勻,促使了成核結(jié)晶的加速。高周波
3、超聲探頭深入溶液的距離的影響:超聲探頭深人溶液的距離不僅對于超聲場的分布有著非常重要的影響,而且對超聲波的機(jī)械作用影響也很顯著。在低功率時,超聲波聲場的軸向分布呈現(xiàn)出周期性的變化,與駐波場的聲場形式相一致,且軸向的聲波衰減較小。在高功率時,聲波不再呈現(xiàn)駐波形式,但是聲波的強(qiáng)度衰減很顯著。
超聲波在傳播過程中,如果沒有空化作用產(chǎn)生,測量溶液中的某點的聲強(qiáng)時只有一個基本峰。在有空化產(chǎn)生的溶液中超聲傳播時,該點處除超聲波的基本峰外,還有許多雜峰,但是基本峰強(qiáng)度比雜峰強(qiáng)度要大得多。在分析超聲波的軸向聲場分布時發(fā)現(xiàn),超聲場呈現(xiàn)駐波形式。在分析超聲波的徑向超聲場時發(fā)現(xiàn),超聲強(qiáng)度在軸向中心處的聲強(qiáng)很大。遠(yuǎn)離中心聲強(qiáng)急劇減小。
所以隨著頻率的增高,超聲空化過程變得難以發(fā)生,當(dāng)超聲波頻率超過一定值時。超聲空化作用的效果也就會減弱。為了在較高超聲孩率下產(chǎn)生空化效應(yīng),就需要提高超聲聲強(qiáng)或超聲功率。這就會大幅提高所需要的能最。所以在水溶液中一般應(yīng)用較低的超聲頻率。
高周波