手機版
化工儀器網(wǎng)手機版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號：chem17
掃碼關(guān)注視頻號
超聲波分散儀是一種利用超聲波原理對液體中的固體顆?；蛞后w分散體進行分散的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于化學、制藥、環(huán)境科學、材料研究等領(lǐng)域。其原理主要依賴于超聲波的物理效應(yīng)，特別是超聲波的空化效應(yīng)、剪切力效應(yīng)和聲波振動效應(yīng)。
超聲波分散儀的原理
超聲波空化效應(yīng)（Cavitation）
超聲波在液體中的傳播會引起液體分子快速振動，當超聲波的強度達到一定程度時，會在液體中產(chǎn)生微小的氣泡，這些氣泡在超聲波作用下不斷膨脹并最終崩潰，形成強烈的局部高溫高壓區(qū)域。這個過程被稱為空化效應(yīng)。
空化效應(yīng)產(chǎn)生的高速液體流動和局部高溫可以使固體顆粒分散到液體中，減少顆粒的聚集和團聚，達到分散效果。
空化氣泡的崩潰也會產(chǎn)生強大的沖擊波，這種沖擊波會破壞大顆粒物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，進而實現(xiàn)顆粒的破碎與分散。
超聲波剪切力效應(yīng)
當超聲波的振動傳遞到液體中時，會在液體中產(chǎn)生非常強的機械剪切力。超聲波的高頻振動使液體分子快速震動，產(chǎn)生較大的剪切力，這些力作用在固體顆粒之間，有助于克服顆粒之間的吸引力（如范德華力）和靜電力，打破顆粒團聚現(xiàn)象，使固體顆粒均勻分散。
高強度的剪切力不僅有助于破壞固體顆粒，也能改善液體中的分散性，防止顆粒沉淀或聚集。
超聲波振動效應(yīng)
超聲波的振動產(chǎn)生的高頻波動可以加速液體中的分子運動。振動效應(yīng)與空化效應(yīng)相結(jié)合，有助于促進溶質(zhì)與溶劑之間的相互作用。對于分散顆粒來說，超聲波振動能夠幫助顆粒更好地分布在液體中，而不容易聚集。
超聲波儀器常常通過探頭或傳感器將超聲波能量傳遞給液體，振動引發(fā)的氣泡、剪切力和流動都共同作用于分散過程。
溫度效應(yīng)
超聲波工作時，液體的溫度會有所上升，尤其在空化效應(yīng)的作用下，局部的溫度和壓力可能非常高。這種局部的高溫效應(yīng)有助于某些物質(zhì)的溶解或分散，但也要注意避免因溫度過高而對敏感物質(zhì)造成損害。
超聲波分散儀的工作原理總結(jié)
超聲波探頭：超聲波分散儀通過探頭將電能轉(zhuǎn)化為機械振動，將超聲波傳遞到液體中。探頭的振動會引起液體分子運動，并在液體中產(chǎn)生空化現(xiàn)象。
超聲波空化和剪切力：空化氣泡的形成與崩潰會產(chǎn)生強烈的局部高溫高壓，推動液體和顆粒之間的相互作用。同時，剪切力的作用有助于顆粒的破碎和均勻分散。
分散效果：通過超聲波的這些物理效應(yīng)，固體顆粒能夠迅速而均勻地分散在液體中，避免顆粒聚集或沉降，確保分散液體具有較高的穩(wěn)定性。
應(yīng)用領(lǐng)域
納米材料制備：超聲波分散儀可以有效地將納米顆粒分散在溶液中，避免團聚，得到高質(zhì)量的納米材料分散液。
化妝品和制藥行業(yè)：在化妝品和制藥行業(yè)中，超聲波分散儀常用于乳化、分散藥物成分或化妝品中的活性成分，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和生物利用度。
環(huán)境保護：可用于水處理過程中，分散水中的污染物，或者促進水中有害物質(zhì)的降解。
食品加工：在食品工業(yè)中，超聲波分散儀可用于分散食品中的顆粒物，如香料、色素等。
優(yōu)點與挑戰(zhàn)
優(yōu)點：
可以高效地分散顆粒，尤其是納米顆粒。
非接觸式操作，避免了對樣品的直接接觸。
適用于各種液體，包括高粘度液體。
挑戰(zhàn)：
對某些溶劑或敏感物質(zhì)可能產(chǎn)生熱效應(yīng)，導致物質(zhì)的降解。
空化效應(yīng)對設(shè)備和操作環(huán)境要求較高，需要考慮材料耐用性和超聲波功率的控制。
總之，超聲波分散儀通過超聲波的空化效應(yīng)、剪切力效應(yīng)和振動效應(yīng)，使顆粒分散效果得到顯著提升。它不僅能夠處理液體中的微小顆粒，還在各種研究和工業(yè)應(yīng)用中扮演著重要的角色。
相關(guān)產(chǎn)品
免責聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
采購中心