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一、基于超聲波的空化效應 
1、氣泡產生與破裂
超聲波清洗機械利用超聲波發生器發出的高頻振蕩信號，通過換能器轉換為高頻機械振蕩。這種高頻振動在清洗液中產生疏密相間的狀態，從而形成數以萬計的微小氣泡。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負壓區形成、生長，而在正壓區迅速增大并突然閉合。
在機械加工零部件的清洗中，當氣泡閉合時會產生沖擊波，并在其周圍產生上千個大氣壓，這種強大的沖擊力能夠破壞油污與物體表面以及雜質之間的結合力。對于附著在清洗件表面的油污，這種沖擊力能將其從表面剝離。而且，氣泡破裂瞬間產生的高溫和高壓環境，也對油污起到分解作用。
2、深入清潔復雜結構
由于空化效應產生的氣泡在清洗液中是均勻分布的，所以能夠對物體進行清洗。這對于具有復雜內部結構的物品，如發動機零部件、精密機械的小孔和縫隙中的油污和雜質，超聲波清洗機械也能深入其中進行有效清潔。傳統清洗方法往往難以觸及這些部位，而超聲波清洗機卻能憑借空化效應達到理想的清洗效果。
二、表面活性劑的輔助作用
改變界面張力
在一些清洗過程中，會在清洗液中添加表面活性劑。表面活性劑分子具有親水和親油兩部分結構，其能夠降低油水界面張力。
在對廚房用具清洗時，油污的去除過程是，表面活性劑使油污更容易被乳化，將大的油污顆粒分解成小顆粒，然后在超聲波的振動和空化效應下，這些被乳化后的油污小顆粒更容易被清洗液所溶解和分散，從而提高了清洗的效率。
三、加熱清洗液
提升清洗效率
適當提高清洗液的溫度可以加速油污的分解和溶解過程。一般來說，將清洗液加熱時清洗效果會增強。
對于重度油污，如金屬加工后殘留的大量潤滑油和金屬屑混合污垢，加熱并持續適當時間的清洗，能夠更好更快地去除油污和雜質。
這是因為溫度升高會增加分子運動速度，提高油污的溶解度，使油污更容易從物體表面脫離。
四、清洗液的機械沖刷作用
配合超聲波振動
超聲波在清洗液中產生的振動不僅形成氣泡產生空化效應，還會使清洗液本身產生劇烈的振動。
這種振動使得清洗液像無數微小的“刷子”一樣，在物體表面流動，對油污和雜質產生機械性的沖刷作用。
在對珠寶首飾的清洗中，清洗液的這種機械沖刷與空化效應相結合，能夠去除首飾表面的油污、灰塵和拋光粉等雜質，恢復首飾的光澤。
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