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超聲波是一種頻率超出人類聽覺范圍20kHz以上的聲波。超聲波的傳播要依靠彈性介質，其傳播時，使彈性介質中的粒子振蕩，并通過介質按超聲波的傳播方向傳遞能量，這種波可分為縱向波和橫向波。在固體內，兩者都可以傳送，而在氣體和液體內，只有縱的超聲會產生作用力，強超聲波在液體中傳播時，由于非線性作用，會產生聲空化。
在空化氣泡突然閉合時發出的沖擊波可在其周圍產生上千個大氣壓力，對污層的直接反復沖擊，一方面破壞污物與清洗件表面的吸附，另一方面也會引起污物層的破壞而脫離清洗件表面并使它們分散到清洗液中。氣泡的振動也能對固體表面進行擦洗。氣泡還能“鉆入”裂縫中做振動，使污物脫落。對于有油脂性污物，由于超聲空化作用，兩種液體在界面迅速分散而乳化，當固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時，油被乳化，固體粒子即脫落。
空化氣泡在振動過程中會使液體本身產生環流，即所謂聲流。他可使振動氣泡表面存在很高的速度梯度和粘滯應力，促使清洗件表面污物的破壞和脫落，超聲空化在固體和液體表面上所產生的高速微射流能夠除去或削弱邊界污層，腐蝕固體表面，增加攪拌作用，加速可溶性污物的溶解，強化化學清洗劑的清洗作用。此外,超聲振動在清洗液中引起質點很大的振動速度和加速度，亦使清洗件表面的污物受到頻繁而激烈的沖擊。
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