અલ્ટ્રાસોનિક ઉર્જા માધ્યમ પર કાર્ય કરે છે, જેના કારણે કણો વધુ ઝડપે વાઇબ્રેટ થાય છે અને ગતિ, પ્રવેગક, ધ્વનિ દબાણ અને ધ્વનિની તીવ્રતા જેવા યાંત્રિક ફેરફારો ઉત્પન્ન કરે છે, જેનાથી યાંત્રિક અસરો થાય છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ એ યાંત્રિક ઊર્જા પ્રચારનું એક સ્વરૂપ છે, જે તરંગ પ્રક્રિયા સાથે સંબંધિત છે અને સ્પંદનની રેખીય અસર પેદા કરશે. જ્યારે અલ્ટ્રાસોનિક તરંગ માધ્યમમાં પ્રચાર કરે છે, જો કે કણોના વિસ્થાપનનું કંપનવિસ્તાર નાનું હોય છે, અલ્ટ્રાસોનિક તરંગને કારણે કણની પ્રવેગકતા ખૂબ મોટી હોય છે.
જો 20kHz, 1W/cm2 અલ્ટ્રાસોનિક તરંગ પાણીમાં પ્રચાર કરે છે, તો તેના દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ ધ્વનિ દબાણ કંપનવિસ્તાર 173kPa છે, જેનો અર્થ છે કે ધ્વનિ દબાણ કંપનવિસ્તાર 20,000 વખત હકારાત્મક અને નકારાત્મક 173kPa પ્રતિ સેકન્ડ વચ્ચે બદલાવું જોઈએ, અને મહત્તમ કણ પ્રવેગક 173kPa જે લગભગ 400/450 છે. ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રવેગકના વખત, આટલી તીવ્ર અને ઝડપથી બદલાતી યાંત્રિક ગતિ એ પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડની યાંત્રિક સ્પંદન અસર છે.
જ્યારે અલ્ટ્રાસોનિક માધ્યમ એક સમાન સ્તરવાળું માધ્યમ નથી (જેમ કે જૈવિક પેશી, માનવ શરીર, વગેરે), ત્યારે માધ્યમના દરેક સ્તરના એકોસ્ટિક અવબાધને કારણે પ્રતિબિંબિત ધ્વનિ તરંગો પ્રતિબિંબિત થાય છે અને સ્થાયી તરંગો બનાવે છે. સ્થાયી તરંગોના એન્ટિનોડ્સ અને ગાંઠો દબાણ અને તાણ અને પ્રવેગક ફેરફારોનું કારણ બને છે. વિવિધ મીડિયા કણો (જેમ કે બાયોમોલેક્યુલ્સ) નું દળ અલગ-અલગ હોવાથી, દબાણના ફેરફારને કારણે સ્પંદનની ગતિ અલગ હોય છે, અને મીડિયા કણો વચ્ચેની સંબંધિત ગતિને કારણે દબાણમાં ફેરફાર એ અલ્ટ્રાસોનિક યાંત્રિક અસરનું બીજું કારણ છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ કરીને યાંત્રિક અસરોની પ્રક્રિયા થવી જોઈએ (છિદ્ર, કટીંગ, કોમ્પેક્શન, સપાટીને મજબૂત બનાવવી, વેલ્ડીંગ, સફાઈ, પોલિશિંગ અને અનિચ્છનીય ફિલ્મો અને ગંદકી દૂર કરવી, વગેરે), અને તેનો ઉપયોગ ફેલાવો, એકરૂપીકરણ, ઇમલ્સિફિકેશન અને ક્રશિંગ , વંધ્યીકરણ અને અન્ય પ્રક્રિયાઓને વેગ આપવા માટે પણ થાય છે.
અલ્ટ્રાસાઉન્ડની યાંત્રિક અસર ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, અને ઉદાહરણો નીચે મુજબ છે.
યાંત્રિક આંદોલન
અલ્ટ્રાસોનિક ઉચ્ચ-આવર્તન કંપન અને રેડિયેશન દબાણ અસરકારક આંદોલન અને ગેસ અને પ્રવાહીમાં પ્રવાહ બનાવી શકે છે. નક્કર સપાટી પરના પોલાણના બબલના કંપન દ્વારા પેદા થતો મજબૂત જેટ અને સ્થાનિક માઇક્રો-રશ પ્રવાહ સપાટીના તાણ અને પ્રવાહીના ઘર્ષણને નોંધપાત્ર રીતે નબળો પાડી શકે છે અને ઘન-પ્રવાહી ઇન્ટરફેસના જોડાયેલ સ્તરને નષ્ટ કરી શકે છે, તેથી તે સામાન્ય ઓછી-આવર્તન યાંત્રિક આંદોલન સુધી પહોંચી શકતું નથી. અસર આ અસર માનવ ત્વચા, સૌંદર્ય ઉત્પાદનો માનવ ત્વચા, અલ્ટ્રાસોનિક ડિગાસિંગ, ખોરાક અને કોસ્મેટિક સ્તરીકરણ અને શુદ્ધિકરણ દ્વારા દવાઓના ઉપયોગ માટે ભૌતિક આધાર છે.
ઇન્ટરડિફ્યુઝન
અલ્ટ્રાસોનિક વાઇબ્રેશન અને પોલાણના દબાણ અને ઉચ્ચ તાપમાનની અસરનો ઉપયોગ બે પ્રવાહી, બે ઘન પદાર્થો અથવા પ્રવાહી-ઘન અને પ્રવાહી-ગેસ ઇન્ટરફેસ વચ્ચેના પરમાણુઓના પરસ્પર ઘૂંસપેંઠને પ્રોત્સાહન આપવા માટે થાય છે જેથી નવી સામગ્રીના ગુણધર્મો રચાય. ધાતુઓ અથવા પ્લાસ્ટિકની અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ, અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સિફિકેશન, ક્લિનિંગ, એટોમાઇઝેશનને આવી અસરો તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.
એકરૂપ
પોલાણના પરપોટા બંધ થઈ ગયા પછી, સ્થાનિક આંચકા તરંગ પ્રવાહીમાં રહેલા કણોને કચડી શકે છે જેથી તે દંડ થાય; સ્ફટિક સમાન બનાવો; મોટા અને અસમાન દૂધના ટીપાંને નાના સમાન એજન્ટોમાં વિખેરી નાખો (જેમ કે મેડિકલ કોન્ટ્રાસ્ટ એજન્ટ્સ, કેન્સર ટ્રીટમેન્ટ એજન્ટ્સ વગેરે) ; તેમાં થ્રોમ્બોલીસીસ અને અન્ય અસરોનો પણ સમાવેશ થઈ શકે છે.
સંયોગ
અલ્ટ્રાસોનિક સ્પંદન ગેસમાં સસ્પેન્ડેડ કણો અને પ્રવાહી માધ્યમને જુદી જુદી ઝડપે ખસેડી શકે છે, તબક્કાની અથડામણની શક્યતા વધારી શકે છે; અથવા સ્થાયી તરંગોનો ઉપયોગ કરીને તેમને એન્ટિનોડ્સ તરફ વળે છે, આમ એકત્રીકરણ પ્રક્રિયા થાય છે. ફ્લૂ અને કૃત્રિમ વરસાદમાં ધૂળનો સંગ્રહ આ શ્રેણીમાં આવે છે.
યાંત્રિક કટીંગ ક્રિયા
અલ્ટ્રાસોનિક વાઇબ્રેશનના મહાન પ્રવેગ અને પોલાણ અને એકોસ્ટિક કાટની અસરને કારણે, સખત અને બરડ સામગ્રી (રત્ન, સિરામિક્સ, કાચ, ચુંબકીય સ્ટીલ, વગેરે) ની વિશેષ અને ચોક્કસ પ્રક્રિયા કરી શકાય છે.
સ્મેશ
ઉચ્ચ-તીવ્રતાના અલ્ટ્રાસાઉન્ડ કઠોળનો ઉપયોગ નરમ પેશીઓને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના શરીરમાં કિડનીની પથરી અને પિત્તાશયને કચડી શકે છે.
