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超声结晶的影响因素一

影响整个结晶过程的因素很多,声场的分布、超声作用功率、超声作用时间、超声探头深人溶液距离、超声频率、超声探头大小和被超声液体的体积、结晶pH、加热温度、溶液的过饱和度、杂质的存在、超声波的施加时刻、持续时间,引人方式、搅拌速度以及各种物理场等对超声结品的过程均有一定的影响。

声场分布对结晶生长影响

在阶梯形超声探头作用下的成核引导时间比指数形锥体的探头的引导时间长。由于变幅杆的作用相当于质点振动速度放大器,因此在指数形锥体探头作用下,水合体系分子的微混合更均匀,促使了成核结晶的加速。

超声探头深入溶液的距离的影响

超声探头深人溶液的距离不仅对于超声场的分布有着非常重要的影响,而且对超声波的机械作用影响也很显著。在低功率时,超声波声场的轴向分布呈现出周期性的变化,与驻波场的声场形式相一致,且轴向的声波衰减较小。在高功率时,声波不再呈现驻波形式,但是声波的强度衰减很显著。超声波声场的径向最大强度出现在超声波的轴向中心面上,远离中心,超声强度急剧减小。无论功率是大是小,都出现了相同的现象,只是声强峰值不同。

超声波在传播过程中,如果没有空化作用产生,测量溶液中的某点的声强时只有一个基本峰。在有空化产生的溶液中超声传播时,该点处除超声波的基本峰外,还有许多杂峰,但是基本峰强度比杂峰强度要大得多。在分析超声波的轴向声场分布时发现,超声场呈现驻波形式。在分析超声波的径向超声场时发现,超声强度在轴向中心处的声强很大。远离中心声强急剧减小。因此在超声辅助的反应器或结晶容器中,为了获得比较均匀一致的混合效果,需要超声功率、超声探头直径、超声探头深人溶液距离和反应器中溶液量的优化。

超声频率的影响

超声频率对溶液结晶效果有着非常明显的影响,这是因为超声频率的改变会显著影响超声空化作用。随着超声频率的增高,超声波膨胀相的时间相应地会变短,这就会导致以下情况的发生

1.空化核来不及增长到可产生空化泡;

2.即使空化泡可以形成,但由于压缩相时间较短,空化泡可能来不及收缩到发生崩溃。

所以随着频率的增高,超声空化过程变得难以发生,当超声波频率超过一定值时。超声空化作用的效果也就会减弱。为了在较高超声孩率下产生空化效应,就需要提高超声声强或超声功率。这就会大幅提高所需要的能最。所以在水溶液中一般应用较低的超声频率。

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