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粒或液體分散體進行分散的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于化學(xué)、制藥、環(huán)境科學(xué)、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(dāng)超聲波的強度達(dá)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(dá)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(dāng)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(dǎo)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(zé)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(zé)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(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)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(fù)版權(quán)等法律責(zé)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