超聲波的空化效應是超聲波在液體中傳播時引發的一種特殊物理現象，其核心在于液體中微小氣泡（空化泡）的生成、生長及崩潰過程。

一、定義與過程

超聲波空化效應是指存在于液體中的微氣核空化泡在聲波的作用下振動，當聲壓達到一定值時發生的生長和崩潰的動力學過程。具體來說，當超聲波在液體中傳播時，液體質點在聲波的作用下會經歷密集和稀疏狀態的交替。在稀疏狀態下，液體質點承受拉力，當拉力超過靜壓力時，形成真空空穴，即氣泡。這些氣泡隨著聲波的持續作用而不斷振動、生長，并在聲壓達到某一閾值時急劇崩潰閉合，從而釋放出巨大的能量。

二、現象與特點

1. 氣泡生成與崩潰：超聲波作用下，液體中會產生大量微小氣泡，這些氣泡在聲波的振動下不斷生長并最終崩潰。氣泡崩潰時，會產生局部高溫高壓以及強烈的沖擊波和微射流，這些效應對液體中的物質產生強烈的作用。

2. 高溫高壓：氣泡崩潰時產生的局部高溫高壓可以達到幾千開爾文和幾百兆帕，這種極端的物理條件有助于加速化學反應和物理變化。

3. 沖擊波與微射流：氣泡崩潰時釋放的沖擊波和微射流具有強大的沖擊力，能夠破壞不溶性污染物，快速粉碎并分散在清洗媒質中。

三、應用與影響

超聲波空化效應在多個領域具有廣泛的應用，特別是在清洗領域。通過空化效應產生的高溫高壓、沖擊波和微射流等效應，可以實現對工件表面污染物的有效去除。此外，超聲波空化效應還可以促進化學反應、粉碎液內懸浮物、制造乳劑、殺滅細菌等。