Υπερηχητική αντίδραση και σύνθεση ηχοχημικών χειρισμών
Η Sonochemistry είναι η εφαρμογή υπερήχων σε χημικές αντιδράσεις και διεργασίες. Ο μηχανισμός που προκαλεί μονοχημικά αποτελέσματα στα υγρά είναι το φαινόμενο της ακουστικής σπηλαίωσης.
Εργαστήρια υπερήχων και βιομηχανικές συσκευές υπερήχων χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ φάσμα μονοχημικών διεργασιών. Η υπερηχητική σπηλαίωση εντείνει και επιταχύνει τις χημικές αντιδράσεις όπως η σύνθεση και η κατάλυση.
Η ένταση της επιτάχυνσης είναι ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες που επηρεάζουν την αποτελεσματική μετατροπή της ενέργειας σε σπηλαίωση. Η υψηλότερη επιτάχυνση δημιουργεί υψηλότερες διαφορές πίεσης. Αυτό με τη σειρά του αυξάνει την πιθανότητα δημιουργίας φυσαλίδων κενού αντί της δημιουργίας κυμάτων που διαδίδονται μέσω του υγρού. Έτσι, όσο υψηλότερη είναι η επιτάχυνση τόσο υψηλότερη είναι το κλάσμα της ενέργειας που μετατρέπεται σε σπηλαίωση. Σε περίπτωση μετατροπέα υπερήχων, η ένταση της επιτάχυνσης περιγράφεται από το εύρος της ταλάντωσης.
Τα υψηλότερα πλάτη έχουν ως αποτέλεσμα μια πιο αποτελεσματική δημιουργία σπηλαίωσης. Οι βιομηχανικές συσκευές της Υπερήχων Υπερήχων μπορούν να δημιουργήσουν πλάτη έως 115 μm. Αυτά τα υψηλά πλάτη επιτρέπουν μια υψηλή αναλογία μετάδοσης ισχύος που επιτρέπει με τη σειρά της να δημιουργήσει υψηλές πυκνότητες ισχύος έως 100 W / cm³.
Εκτός από την ένταση, το υγρό θα πρέπει να επιταχυνθεί κατά τρόπο ώστε να δημιουργηθούν ελάχιστες απώλειες όσον αφορά τις αναταράξεις, την τριβή και την παραγωγή κυμάτων. Για αυτό, ο βέλτιστος τρόπος είναι μια μονομερής κατεύθυνση κίνησης.
Ο υπέρηχος χρησιμοποιείται λόγω των αποτελεσμάτων του σε διαδικασίες, όπως:
1. Παρασκευή ενεργοποιημένων μετάλλων με μείωση των μεταλλικών αλάτων
2. παραγωγή ενεργοποιημένων μετάλλων με υπερήχους
3. μονοχημική σύνθεση σωματιδίων με καθίζηση οξειδίων μετάλλων (Fe, Cr, Mn, Co), π.χ. για χρήση ως καταλύτες
4. εμποτισμός μετάλλων ή αλογονιδίων μετάλλων σε υποστηρίγματα
5. Παρασκευή ενεργών μεταλλικών διαλυμάτων
6. αντιδράσεις που περιλαμβάνουν μέταλλα μέσω in situ παραγόμενων ειδών οργανοστοιχείου
7. αντιδράσεις που περιλαμβάνουν μη μεταλλικά στερεά
8. κρυστάλλωση και καταβύθιση μετάλλων, κραμάτων, ζεόλιθων και άλλων στερεών τροποποίηση της επιφανειακής μορφολογίας και του μεγέθους των σωματιδίων από συγκρούσεις μεταξύ σωματιδίων υψηλής ταχύτητας
1). σχηματισμός άμορφων νανοδομημένων υλικών, συμπεριλαμβανομένων μετάλλων μετάλλων υψηλής επιφάνειας, κράματα, καρβίδια, οξείδια και κολλοειδή
2). συσσωμάτωση κρυστάλλων
3). εξομάλυνση και αφαίρεση της παθητικής επικάλυψης οξειδίου
4). μικρο-χειρισμός (κλασμάτωση) μικρών σωματιδίων
9. διασπορά στερεών
10. παρασκευή κολλοειδών (Ag, Au, CdS μεγέθους Q)
11. παρεμβολή των φιλοξενούμενων μορίων σε ξενιστές ανόργανα στρώματα στερεών
12. μονοχημεία πολυμερών
1). αποικοδόμηση και τροποποίηση πολυμερών
2). σύνθεση πολυμερών υπερήχων οργανικών ρύπων στο νερό
