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超聲波在液體媒質中傳播時，通過機械作用、空化作用和熱作用，產生力學、熱學、光學、電學和化學等一系列效應。尤其是高功率的超聲波，會產生強烈的空化作用，從而在局部形成瞬時高溫，高壓、真空和微射流。

超聲波技術作為一種物理手段和工具,能夠在化學反應常用的介質中產生一系列接近於極端的條件,這種能量不僅能夠激發或促進許多化學反應、加快化學反應速度,甚至還可以改變某些化學反應的方向,產生一些令人意想不到的效果和奇蹟。一般認為上述現象的發生主要源於超聲的機械作用和空化作用，是它們改變了反應的條件和環境的結果。

機械作用——將超聲波引入化學反應體系，超聲波可使物質作劇烈強迫運動，產生單向力加速了物質的傳遞、擴散，可代替機械攪拌，能使物質從表面剝離，從而使界面更新。

空化作用——在一些情況下，超聲效應的產生則要與空化機制相聯繫，聲空化是指在聲波作用下，存在於液體中的微小氣泡（空穴）所發生的一系列動力學過程：振盪、擴大、收縮乃至崩潰。在發生空化處，液體局部的狀態發生很大的變化，會產生極端的高溫和高壓。為在一般條件下難以實現或不可能實現的化學反應提供了一種新的非常特殊的物理化學環境

催化化學反應——

①高溫高壓條件有利於反應物裂解成自由基和二價碳，形成更為活潑的反應物種；

②衝擊波和微射流對固體表面(如催化劑)有解吸和清洗作用，可清除表面反應產物或中間物及催化劑表面鈍化層；

③衝擊波可能破坏反應物結構；

④分散反應物系；

⑤超聲空蝕金屬表面，衝擊波導致金屬晶格的變形和內部應變區的形成，提高金屬的化學反應活性；

⑥促使溶劑深入到固體內部，產生所謂的夾雜反應；

⑦改善催化劑分散性。