超声附聚晶种的附聚

通常在超声作用下，晶种的附聚可以分成两个步骤（以铝酸钠溶液中的超声附聚为例）：

（1）细粒晶体互相碰撞，其中一些形成松驰的絮凝物，这种现象称为物理絮凝，是个可逆过程，即絮凝物的机械强度很低，可以再破裂为原来的晶粒。

（2）由于铝酸钠溶液的分解，氢氧化铝在未破裂的絮凝物中原生晶粒间的接触处析出而起到一种“粘结剂”的作用，同时在超声过程中将原生晶粒粘结在一起形成较结实的附聚物，这种由于结晶的长大而胶结的现象称为结晶附聚。

氢氧化铝晶粒的附聚主要取决于“粘结剂”氢氧化铝的析出速度（即溶液的析出速度）A和为牢固稳定絮凝物所需的“粘结剂”数量B之间的平衡，A与B之比称为附聚推动力P：

其中：

K是分解反应的速度常数；

G₀、G_t、G_e。分别是单位体积溶液中原始晶种量、t小时的氢氧化铝析出量和操作条件下的氢氧化铝析出量，kg/m³。

P>0.13是有效附聚的分解条件，所谓有效附聚是指细小的晶粒附聚成较大的颗粒时，不仅粒度变粗而且具有足够的机械强度；当P<0.13时，由于缺乏足够的“粘结剂”，附聚物的机械强度差，附聚体又破裂为原来的几个小晶粒。

当颗粒的粒径较大时，表面的活性点较少，“粘结剂”的析出速度较小，析出量较少，难以形成稳定的附聚体，所以存在某一临界粒径，大于该粒径的颗粒之间不会发生附聚：

其中：D_crit是临界尺寸，μm；

M_T：是悬浮液中的固含量，gl/；

G是晶体生长速度，μm/hr；

ξ是单位体积悬浮液所消耗的功率，kw/m³；

小于临界尺寸的颗粒中，一部分会形成附聚体：

其中B是小于D_cirt的颗粒中形成附聚体的百分数；

D_mean是形成附聚体的颗粒的平均粒径，μm；

τ是颗粒在反应器中的平均停留时间，hr；

K是比例系数。

附聚还与铝酸钠溶液种分时的起始过饱和度、反应温度和碱浓度有关。起始过饱和度影响晶种表面“粘结剂”的析出速度，因此起始过饱和度高的溶液有利于附聚，而且由于分解初期时溶液的过饱和度高，附聚的推动力大，附聚较迅速地进行，随着分解率的提高，附聚作用急剧减弱，到分解后期附聚则完全消失，附聚过程大多是在3~8个小时之间完成；当晶种颗粒粒度不同时，发生显著附聚所需的最低过饱和度也不同，颗粒粒度越粗，所需的最低过饱和度越大；反应的温度和碱浓度影响溶液中铝酸阴离子群的传质过程，因此温度高和碱浓度低有利于颗粒之间的附聚 。

超声附聚超声场对晶粒附聚的影响

通过对比有无超声场的氢氧化铝种分产品粒度、比表面积，结合相应的种分分解率，得出超声场对晶粒附聚的影响结果 。

种分6小时的产品对比

将铝酸钠溶液在无超声场和在频率为33kHz和20kHz超声场三个条件下，种分6小时后的氢氧化铝产品粒径进行对比。得出如下结论：

用超声场处理铝酸钠溶液后进行种分，可以促进颗粒之间的附聚，提高颗粒的附聚速度，使种分6小时后的产品粒度增加，比表面积减小；在频率为33kHZ的超声场中种分6小时后，氢氧化铝产品的平均粒径比无超声场的大5.8μm，而且颗粒中占最大质量百分比的粒径已经由60~80μm迁移到80~100μm，表明此时颗粒之间的附聚己经完成，其中颗粒中60~80μm的质量百分比比无超声场的减少6.70%，80~100μm粒子的质量百分比比无超声场的增加2.30%，100~140μm之间的颗粒质量百分比比无超声场的增加4.21%，但由于小颗粒的含量也略有增加，使产品的比表面积增加56.74cm^2/kg，在频率为加20kHz的超声场中种分6小时后；氢氧化铝产品的粒径与无超声场的基本一致，但是颗粒中占最大质量百分比的粒径已经开始发生转移，其中60~80μm颗粒的质量百分比比无超声场的减少3.50%，80~100μm颗粒的质量百分比比无超声场的增加0.90%，使二个粒径段所占的比例相近，100~140μm之间的颗粒质量百分比比无超声场的增加1.45%，表明颗粒之间正在进行附聚，但由于小颗粒的含量也略有增加，使产品的比表面积减小30.0856.74cm²/kg。

种分12小时的产品对比

将铝酸钠溶液在无超声场和在频率为33kHz、20kHz三个条件下，种分12小时的氢氧化铝产品粒径对比，得出：

在频率为33kHz超声场中种分的产品平均粒径（62.1μm）与无超声场中种分产品的平均粒径（61.9μm）相近，比表面积也变化不大，但是其中小于20μm的小颗粒含量由18.49%增加到25.7%；在频率为20kHz的超声场中种分的产品平均粒径（65.6μm）比无超声场中（61.9μm）的增大了3.7μm，比表面积减小了244.7cm²/g，其中小于20μm的小颗粒含量为19.9%，与无超声场中的变化不大。2100433B

颗粒的附聚一般发生在粒径相近的细粒子之间，难以发生在不同粒径的粒子之间。而且在附聚时，晶种中粒度相对最小的且粒度相近的离子优先发生附聚，形成略大些的颗粒，略大些的颗粒且粒度相近的又发生附聚 ；附聚体只有在晶种表面生成足够的粘结剂时，才能获得牢固的附聚物，因此颗粒的附聚速度与晶种表面的成核速度有很大的关系。表面粗造的晶种比表面光滑的晶种活性点多，易于产生颗粒之间的附聚向溶液中加入易于吸附在晶种面的杂质，可以抑制颗粒的生长，有利于次生成核，因此活性很强的次生晶核之间的附聚现象就随之增加。

超声聚焦刀问世以来，在治疗胰腺癌、直肠癌、胃癌、腹膜后转移癌、子宫肌瘤等多种肿瘤方面，取得满意疗效。

超声波是一种机械波，不含放射线，对人体无任何伤害。超声刀治疗是一种无创伤治疗方法，治疗时不开刀、不穿刺，患者在接受治疗时毫无痛苦。

在这台机器上，发射器由体外分散发射超声波透入人体，每束超声波进入人体后聚焦在一个点，它的焦点总功率相当于2.5万-5万台普通诊断B超机的能量总和，这么多的能量聚集在一个点上，产生能量很大的声能，如果这个点击中癌细胞内，那么超声能则被癌组织吸收，焦点区域的温度可达到70-100摄氏度，这个高温点就象一个手术刀在切割肿瘤，焦点区的癌细胞无一幸免。

人体的肿瘤有大有小，超声聚焦刀杀灭肿瘤采取了蚕食政策，一个肿瘤，只要一点一点地去杀灭，点点成线，线线成面，面面成体，就可以达到杀死肿瘤的目的。这就如同用放大镜聚焦在纸上的一个红色圆圈，光能转换成热能后将红圆圈一点一点烧掉，而周边没有被热能烧坏。

超声聚焦刀有一套功率超声发生聚焦装置，还有B超眼，它泡在水里，治疗时一眼不眨地盯看聚焦点和癌组织块，治疗机的命中精度误差小于1个毫米。我们可以用超声波将水激成水雾，这是超声波聚焦在水面的情况，如果将超声头接触到体表上，分散发射的超声波沿斜线方面聚焦，不会伤害到表皮，只有在体内的肿瘤聚焦点上才有能量转换，杀死肿瘤细胞。

传输超声波的介质是水，超声波通过机械内部特殊的水加工装置，将水中气体去掉，形成无气水，以利于超声波的传导、治疗。治疗中病人在清醒状态下，无需麻醉，不会烧伤皮肤，具有高度的安全可靠性能。

超声聚焦刀治疗和适应症

主要适应腹部、盆腔和体表各种肿瘤。主要包括：胰腺癌、肝癌、肾及肾上腺良恶性肿瘤、胃癌、直肠癌、结肠癌、前列腺癌、前列腺增生、膀胱癌、子宫癌、子宫肌瘤、卵巢癌、各种腹部及盆腔转移癌等。

现在人们将超声波运用到临床医学上，获得了巨大成功。例如治疗癌症的“超声聚焦刀”，就是利用超声

波作为能源。很多束超声波从体外发射到身体里去，在发射透射过程中间发生聚焦，聚焦在一个点即肿瘤上，通过声波和热能转化，在0.5～1秒内形成一个70℃～100℃高温治疗点，这个高温点好比是一个手术刀在切割肿瘤，焦点区的肿瘤无一幸免。超声聚焦刀使肿瘤组织产生凝固性坏死，失去增殖、浸润和转移能力。此机原理类似于太阳灶聚阳光于焦点处产生巨大能量。所以有人将超声聚焦比作一把体外操作、体内切割的“刀”。