טכנולוגיית האולטרסאונד החלה להיות מיושמת בתחום הרפואי בשנות ה-50 וה-60, אך לאחר מכן גם היא עשתה התקדמות רבה. כיום, בנוסף ליישום בתחום הרפואי, טכנולוגיית האולטרסאונד התפתחה גם בתעשיית המוליכים למחצה, בתעשיית האופטיקה, בתעשיית הפטרוכימיה ובהיבט אחר, אך היא משתמשת בעיקר במאפייניה של כיווניות טובה ויכולת חדירה חזקה לביצוע עבודות ניקוי.

טכנולוגיית אולטרסאונד הפכה לאמצעי חשוב יותר ויותר לחיזוק. בנוסף ליישומים שהוזכרו לעיל, יש לה גם פוטנציאל יישום מצוין בתחומים אחרים שיש לפתח.

עקרון תהליך המתכת לחיזוק קולי:

כידוע לכולנו, "שלוש העברות ותגובה אחת" בתהליך המתכתי הוא הגורם החיוני המשפיע על יעילות התהליך, המהירות והקיבולת, והוא מסכם גם את כל תהליך הייצור המתכתי והכימי. מה שנקרא "שלוש העברות" מתייחס להעברת מסה, העברת תנע והעברת חום, ו"תגובה אחת" מתייחסת לתהליך של תגובה כימית. בעיקרו של דבר, כיצד לשפר את התהליך המתכתי צריך להתחיל כיצד לשפר את היעילות והמהירות של "שלוש העברות ותגובה אחת".

מנקודת מבט זו, טכנולוגיית האולטרסאונד ממלאת תפקיד חשוב בקידום העברת המסה, המומנטום והחום, אשר נקבעים בעיקר על ידי המאפיינים הטבועים באולטרסאונד. לסיכום, יישום טכנולוגיית האולטרסאונד בתהליכים מתכתיים יביא לשלוש ההשפעות העיקריות הבאות:

1. אפקט קוויטציה

אפקט קוויטציה מתייחס לתהליך הדינמי של צמיחה וקריסה של בועות קוויטציה של ליבת גז מיקרו הקיימות בשלב הנוזלי (המסה, תמיסה וכו') כאשר לחץ הקול מגיע לערך מסוים. במהלך תהליך הצמיחה, הקרע וההכחדה של בועות מיקרו הנוצרות בשלב הנוזלי, מופיעות נקודות חמות בחלל הקטן סביב מכונת הבועות, וכתוצאה מכך נוצרות טמפרטורה גבוהה ואזור לחץ גבוה המקדם את התגובה.

2. השפעה מכנית

אפקט מכני הוא האפקט המופק על ידי תנועת אולטרסאונד קדימה בתווך. רטט בתדר גבוה ולחץ קרינה של אולטרסאונד יכולים ליצור ערבוב וזרימה יעילים, כך שהנחיית התווך יכולה להיכנס למצב רטט במרחב ההתפשטות שלה, ובכך להאיץ את תהליך הדיפוזיה וההמסה של חומרים. אפקט מכני בשילוב עם רטט של בועות קוויטציה, סילון חזק ומיקרו-פגיעה מקומית הנוצרת על פני השטח המוצקים יכולים להפחית משמעותית את מתח הפנים והחיכוך של הנוזל, ולהרוס את שכבת הגבול של ממשק מוצק-נוזל, כדי להשיג את האפקט שלא ניתן להשיג בערבוב מכני רגיל בתדר נמוך.

3, אפקט תרמי

אפקט תרמי מתייחס לחום המשתחרר או נספג על ידי המערכת בתהליך של שינוי בטמפרטורה מסוימת. כאשר גל קולי מתפשט בתווך, האנרגיה שלו נספגת ברציפות על ידי חלקיקי התווך, כדי להמיר אותה לאנרגיית חום ולקדם את העברת החום בתהליך התגובה.

באמצעות ההשפעה הייחודית של טכנולוגיית אולטרסאונד, ניתן לשפר ביעילות את היעילות והמהירות של "שלוש העברות ותגובה אחת" בתהליך המתכתי, לשפר את פעילות המינרלים, להפחית את כמות חומרי הגלם ולקצר את זמן התגובה, על מנת להשיג את המטרה של חיסכון באנרגיה והפחתת הצריכה.