Ультразвукова обробка, дія ультразвука (зазвичай з частотою 15—50 кгц ) на речовини в технологічних процесах. Для В. о. застосовують технологічні апарати з електроакустичними випромінювачами або апарати у вигляді свистків і сирен . Основний елемент випромінювача — електроакустичний перетворювач (магнітострикційний або п'єзоелектричний) — сполучений з пристроєм, що погоджує, який здійснює передачу акустичної енергії від перетворювача в оброблюване середовище, а також створює задані технічними умовами розміри випромінюючої поверхні і інтенсивність ультразвукового поля. Як пристрої, що погоджують, використовують як правило, хвилеводні концентратори акустичні — пластини, що розширюються (зазвичай при В. о. рідин) або звужуються (зазвичай при В. о. твердих речовин), резонансні (налаштовані на певну частоту) або нерезонансні. Пристрій, що погоджує, крім того, може одночасно виконувати функції ріжучого або якого-небудь ін. інструменту (наприклад, при свердлінні, зварці, паянні). Інколи застосовують перетворювачі, що працюють без пристрою, що погоджує (наприклад, кільцеві перетворювачі, вбудовані в трубопровід).
В. о. твердих речовин використовується в основному для зварки металів, пластмас і синтетичних тканин (див. Ультразвукова зварка ) , при різанні металів, стекла, кераміки, алмазу і тому подібне (наприклад, свердлінні, точінні, гравіруванні), а також при обробці металів тиском (волочінні, штампуванні, пресуванні і ін.).
Різання на ультразвукових верстатах забезпечує високу точність, дозволяє отримувати не лише прямі круглі отвори, але і вирізи складних перетинів, криволінійні канали. Ультразвук, підведений до інструменту звичайного металоріжучого верстата (наприклад, свердлу, різцю), інтенсифікує обробку і покращує дроблення стружки (див. Вібраційне різання ) . При обробці металів тиском ультразвукові коливання покращують умови деформації і знижують необхідні зусилля. При ультразвуковому поверхневому зміцненні підвищуються мікротвердість і зносостійкість, знижується шорсткість поверхні. У всіх цих процесах ультразвук зазвичай підводять за допомогою хвилеводного концентратора до робочих органів машин (наприклад, до свердла, валянь прокатного стану, штампу преса, фільєрі).
В. о. в рідинах (рідин) заснована головним чином на виникненні кавітації . Деякі ефекти кавітації (гідравлічні удари при закритті бульбашок і мікропотоки, що виникають в рідині біля бульбашок) використовуються при паянні і лудінні, диспергуванні, очищенню деталей і так далі Інші ефекти (розігрівання пари усередині бульбашки і їх іонізація) використовуються для ініціації і прискорення хімічних реакцій. Інколи для інтенсифікації В. о. процес ведуть при підвищеному тиску.
При паянні і лудінні металів, наприклад алюмінію, титану, молібдену, ультразвук руйнує окисні плівки на поверхні деталей і полегшує перебіг процесу. З використанням ультразвука можна лудити, а потім паяти кераміку, стекло і ін. неметалічні матеріали. Ультразвук підводять хвилеводним концентратором до припою, поміщеного у ванну або нанесеного на поверхню деталі.
Очищення ультразвуком поверхонь деталей від металевого пилу, стружки, нагар, жирових і ін. забруднень забезпечує вище, ніж ін. способи, якість — залишається не більше 0,5% забруднень. Деякі деталі, що мають складну форму і важкодоступні місця, можна очистити лише при В. о. Очищення зазвичай здійснюють у ваннах з вбудованими електроакустичними випромінювачами; у робочу рідину додають поверхнево-активні речовини. Для зняття задирок з деталей в рідину вводять абразивні частки, які у декілька разів прискорюють обробку (див. Вібраційна обробка ) .
Дегазацію (звільнення від газів) рідин здійснюють при малій (зазвичай нижче за поріг кавітації) інтенсивності ультразвука. Дрібні газові бульбашки, зважені в рідині, зближуються один з одним, злипаються (див. Коагуляція ) і спливають на поверхню. Дегазації піддають розплави оптичних стекол, рідкі алюмінієві сплави (див. Гази в металах) і ін. рідини. В. о. використовують при збагаченні (флотації ) руд — газові бульбашки осідають на поверхнях частинок мінералів і спливають разом з ними.
В. о. надає сприятливий вплив на процес кристалізації розплавів металів при литві, що істотно покращує структуру злитка і його механічні властивості.
Для утворення емульсій зазвичай використовують ультразвукові апарати у вигляді свистків або сирен. Приготування суспензій в основному ведуть в апаратах з магнітострикційними перетворювачами, що працюють при підвищеному тиску (див. Диспергування ) .
Утворення аерозолів відбувається при В. о. рідини в тонкому шарі за допомогою хвилеводного концентратора який є распилітельную насадкою.
При В. о. добре деполімеризуються в розчинах високомолекулярні з'єднання. Ця властивість використовується, наприклад, при синтезі різних блок- і прищеплених сополімерів, для здобуття з природних полімерів коштовних низькомолекулярних речовин (див. Механохімія полімерів ) .
В. о. прискорює багато массообменниє процесів (розчинення, екстрагування, просочення пористих тіл і тому подібне), хід яких обмежується швидкістю дифузії. Дія високих температур усередині бульбашок кавітацій, зменшення товщини пограничного шару і його турбулізація інтенсифікують ті, що також протікають спільно хімічні і массообменниє процеси (наприклад, хемосорбцію ) .
В. о. в газах (газів) викликає коагуляцію аерозолів і пилу (укрупнення і осадження зважених в газах дрібних часток) і застосовується, наприклад, в акустичному пиловловлювачі .
При збудженні ультразвука в нагрітому газі (сушильному агентові) інтенсифікується сушка пористих тіл — прискорюється випар з вільної поверхні рідини, в капілярах виникають акустичні течії і тому подібне Ультразвукова сушка зазвичай застосовується спільно з ін. видами сушки, наприклад інфрачервоної, високочастотної; як джерела ультразвука використовують сирени.
В. о. — один з найбільш обширних розділів еоектрофізичних і електрохімічних методів обробки . Подальший її розвиток в основному пов'язаний з збільшенням потужностей і робочих об'ємів ультразвукових апаратів, а також з детальним вивченням фізичних і физико-хімічних процесів, що протікають в ультразвуковому полі. Розширюється область практичного використання В. о., наприклад в харчовій промисловості для освітлення вин і лікерів; у фармацевтічеськой— для стерилізації і приготування різних препаратів і так далі
Літ.: Фізика і техніка потужного ультразвука, [кн. 3], М., 1970; Ультразвукова технологія, під ред. Би. А. Аграната, М., 1974; Хорбенко І. Р., Ультразвук в машинобудуванні, М., 1974.
