声强或声压在清洗液中, 只有交变声压幅值超过液体的静压力时才会出现负压。而负压要超过液体的压强, 才能产生空化。使液体产生空化的最低声强或声压幅值称为空化阈。各种液体具有不同的空化阈值。在超声波清洗槽中的声强, 要高于空化阈值才能产生超声空化。对于一般液体, 空化阈值约为1/3W/cm2。声强增加时, 空化泡的最大半径与起始半径的比值增大, 空化强度增大;即声强愈高, 空化愈强烈, 愈有利于清洗作用。但不是声功率越大越好。声强过高, 会产生大量无用的气泡, 增加散射衰减, 形成声屏障;同时, 声强增大也会增加非线性衰减, 会削弱远离声源地方的清洗效果。2.2 频率超声空化阈值和超声波的频率有密切关系。频率越高, 空化阈越高。换句话说, 频率越高, 在液体中产生空化所需要的声强或声功率也越大。频率低, 空化容易产生。在低频情况下, 液体受到的压缩和稀疏作用有更长的时间间隔, 使气泡在崩溃前能生长到较大, 增高空化强度, 有利于清洗作用。超声波清洗机的工作频率根据清洗对象, 大致分为三个频段;低频超声清洗 (20~50k Hz) , 高频超声清洗 (50~200k Hz) 和兆赫超声清洗 (700k Hz~1MHz以上) 。低频超声清洗适用于大部件表面或者污物和清洗件表面结合强度高的场合。频率的低端, 空化强度高, 易侵蚀清洗件表面, 不适宜清洗表面光洁度要求高的部件, 而且空化噪声大。40k Hz左右的频率, 在相同声强下, 产生的空化泡数量比频率为20k Hz时多, 穿透力较强, 宜清洗表面形状复杂或有盲孔的工件, 空化噪声较小。但其空化强度较低, 适合清洗污物与被清洗件表面结合力较弱的场合。高频超声波清洗适用于计算机、微电子元件的精细清洗, 如磁盘、驱动器、读写头、液晶玻璃及平面显示器、微组件和抛光金属件等的清洗。这些清洗对象要求在清洗过程中不能受到空化侵蚀, 要能洗掉微米级的污物。兆赫超声波清洗适用于集成电路芯片、硅片及簿膜等的清洗。能去除微米、亚微米级的污物, 而对清洗件没有任何损伤。因为此时不产生空化, 其清洗机理主要是声压梯度、粒子速度和声流的作用。其特点是清洗方向性强, 被清洗件一般置于与声束平行的方向。2.3 清洗液的物理化学性质清洗剂的选择要从两个方面来考虑:一方面要根据污物的性质来选择化学作用效果好的清洗剂;另一方面要选择表面张力、蒸气压及粘度合适的清洗剂。因为这些特性与超声波空化强弱有关。液体的表面张力大, 不容易产生空化, 但是当声强超过空化阈值时, 空化泡崩溃释放的能量也大, 有利于清洗。高蒸气压的液体会降低空化强度, 而液体的粘滞度大也不容易产生空化。因此, 蒸气压高和粘度大的清洗剂都不利于超声波清洗。此外, 清洗液的温度和静压力都对清洗效果有影响。清洗液温度升高时, 空化核增加, 对空化的产生有利。但是, 温度过高, 气泡中的蒸气压增大, 空化强度会降低。所以, 温度的选择, 既要考虑对空化强度的影响, 也要考虑清洗液的化学清洗作用。每一种液体都有一个空化活跃的温度, 较适宜的温度是60℃。此时空化最活跃。清洗液的静压力大时, 不容易产生空化, 所以在密闭加压容器中进行超声波清洗或处理时效果较差。