*3 结晶、粉碎*
超声波既可以使过饱和溶液的固体溶质产生迅速而平缓的沉淀，又可以强化晶体生长。溶液结晶在有机可溶性物质和无机盐类的分离和纯化方面有着十分重要的作用，它不仅可以把溶质以固体状态与溶液分开，而且由于不同晶体具有不同的晶格，因此它还可以用于纯化晶体物质。与其他刺激起晶法和投种起晶法相比，超声成核所要求的过饱和度较低，生长速度快，所得的晶核较均匀、完整、光洁，晶核和成品晶体尺寸分布范围较小，变异系数较低。但是超声空化泡崩溃进产生的微射流对晶体表面有凹蚀作用，强度过大还会击碎晶体，破坏晶体生长。王伟宁等将频率为33kHz、功率为 250W的超声波引入碱式氯化镁的结晶过程，使过饱和溶液诱导期缩短，结晶过程由 12h变为4h，并且超声波频率越高，成核速度越快，诱导期越短，结晶完全所用的时间也越短。在此研究基础上，超声波起晶器已开始付诸工业实施。熔融金属在固化期间进行超声处理，可使晶粒变细，改善其延伸率和机械强度等物理特性。对碳钢的超声处理表明，它可以使晶粒尺度从200μm减小到25～30μm，延展性增加30%～40%，机械强度提高20%～30%。在制药行业中，为了得到细小而均匀的颗粒，已将超声结晶用于生产口服或皮下注射悬浮液药剂。其他还有超声波强化硝酸钾、乙酰胺、酒石酸钾钠等溶液结晶的实例。对工业生产而言，超声辅助结晶或沉淀的一个重要好处是固定沉淀物不会在降温冷却管上沉积，因此可保证系统的冷却速率得到均匀分布。超声防垢除垢技术无需改变热交换设备的结构、工艺条件，不须添加使用任何化学药剂，是一种最佳的绿色防垢技术之一。超声波震荡通过金属构件传递到管束上，使管束上的积垢持续不断地剥落，减缓了管束上结垢的速度，同时超声波使部分硬度盐在溶液中结晶化，形成粥样沉淀。该技术已经在山西南风集团等公司获得很好应用。
*4 乳化、破乳*
* *目前对超声乳化的理论主要有三种：空化、表面不稳定性和超声作用下所引起的微冲流。超声乳化与一般乳化工艺和设备(如螺旋桨、胶体磨及均化器等)相比，具有如下特点：(1)乳化质量高，所形成的乳液平均液滴尺寸小，可为
0.2～2μm，液滴尺寸分布范围窄，可为
0.1～10μm或更窄，浓度高，纯乳液浓度可达30%，外加乳化剂可达70%。
(2)可以不用或少用乳化剂就产生稳定的乳液，有的可稳定几个月至半年以上，耗能小，生产效率高，成本低。
(3)可以控制乳液的类型。在某些声场条件下，o/w(水包油)和w/o(油包水)型乳液都可制备，然而用机械乳化方法这是不可能的，只有乳化剂的性质才能控制乳酸的类型。例如，甲苯在水中乳化，在低声强条件下可以形成一种类型的乳液，而在高声强条件下则可能形成另一种类型的乳液。
(4)生产乳液所需功率小。如：制备4.55m3/h、液滴尺寸为1μm的乳液，若采用簧片哨，当工作压力为10.5～14.1kg/cm2时，只需5～7马力的驱动功率，而采用高压均化器，工作压力为70.3～351.6kg/cm2时，则需40～50马力的驱动功率。超声乳化还可以制备用一般方法根本不能得到的乳浊液，如普通搅拌只能得到5%石蜡在水中的乳浊液，而在声场中，可以得到20%石蜡乳浊液。燃油掺水超声乳化、燃烧，在国内已推广应用多年。该过程中不需添加乳化剂，乳化油中水珠粒径达1μm左右，取得了节能6%～25%、减少烟尘40%～90%、降低NOx20%～75%的效果，节油环保。在煤油混合燃料中加入少量水进行超声乳化混合，可以生产稳定的煤油悬浮液，含煤达40%以上，便于储存和运输，效益显著。另一方面，在低声强和一定频率下，超声能使乳化液破乳。美国Teksonic公司开发了一种高效而经济的工艺，利用超声波对油水乳化物进行破乳处理，取得了良好的效果。此外，该公司还把超声波技术用于三相非均一物系的分离，如用于破坏难处理的油-水-固乳化物，使其得以分离。
*5 化学反应超声波作用于化学反应*
，主要利用超声空化现象。空化泡崩溃产生局部的高温、高压和强烈的冲击波及射流，为在一般条件下难以实现或不可能实现的化学反应提供了一种新的非常特殊的物理化学环境，它是一门新兴的声学与化学边缘交叉学科。大量实验证明超声波可广泛应用于各种反应，包括：
(1)合成化学方面，特别是超声在有机合成中应用研究发展很快，主要研究对象是多相反应，特别是有机金属。超声的粉碎和使表面活化，有可能代替相转移催化剂(PTC)反应。包括金属表面参与的反应(如加速催化反应)、粉末状固体颗粒参与的反应、乳化反应、均相反应。
(2)高聚物化学方面，如聚合反应、高分子降解反应。
(3)电化学方面，将超声波直接引入电镀槽，由于空化作用，增加了沉积速率，提高电流密度。
(4)分析化学。超声波已成为许多有机金属化合物的常规合成技术。如在格氏试剂的合成中，传统方法需使用经严格干燥的乙醚，且需加入少量碘作诱导剂。而在超声辐射下，该反应可用普通试剂级乙醚而无需干燥，反应的诱导期也缩短到几秒。这一发现对格氏试剂的工业化生产具有重要意义。将超声辐射用于均相和非均相催化反应能不断剥除催化剂表面吸附的反应物，暴露出新的催化面，从而有效地保持了催化剂的活性，例如，美国Moulton利用超声使豆油的催化加氢加快了100多倍；用镍粉作催化剂的烯烃加氢反应经超声辐射后，反应速度可加快十多万倍，这一发现将对石油化工产生重大影响。目前在电镀中使用超声波，实际上是超声在电化学中应用的一个例子，将超声辐射用于电化学过程，可保持电极的清洁、使电极表面脱气、同时还能改善传质，这些优点使得电化学过程更为有效，可以改进镀层的附着性、硬度和光洁度等，并使电镀可在较低的电流密度下完成，电镀速度明显提高。近年来，在固态核磁共振技术中超声辐射已被用来使谱线变窄，这一技术被称为声致变窄(SIN)，它比磁角自旋MAS技术更方便实用。例如，用20kHz的超声辐射悬浮于四氯化碳中的硫酸铝，其Al四极共振光谱的半峰宽为170Hz，而用MAS技术所得的同一谱线的半峰宽则为660Hz。在气相色谱中用超声脱气改进固定相涂布的均匀性已成为常规操作。影响超声化学反应的参数很多，主要包括工作频率、强度、功率、辐射时间、波形、反应介质温度、大气压强等。例如在合成化学中超声频率一般选在几十kHz，在聚合化学中超声频率一般在1MHz以下，但声强一般大于5W/cm
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