所谓超声波是指频率范围在20kHz~100kHz的机械波,波速一般约为1500 mPs 。超声波的波长(10cm~0. 01cm) 远大于分子尺寸,超声波本身不能直接对分子起作用,而是通过周围环境的物理作用转而影响分子,所以超声波的作用与其作用的环境密切相关。利用超声波能够加速和控制化学反应,提高反应率,改变反应途径,改善反应条件以及引发新的化学反应。
超声场对电沉积晶材料的作用可归功于超声空化。液相中制备纳米粒子必须保证在成核期生成大量的晶核,在晶核生长期控制晶核的长大。超声的空化效应对这两个过程都起到了很大的促进作用。在成核期,临界晶核的形成需要一定能量,即成核能,成核能可借助于体系内部的能量起伏来获得。
在超声场作用下,局部的高能量加大了单位体积的能量起伏,使成核能大大增加,从而使体系的亚晶核容易达到所需要的成核能,成核几率增大,瞬间可生成大量的晶核。在晶核的生长期,超声空化可有效控制晶核的长大。超声场下空化泡表面可作径向均匀的非线性振动,它能向反应液辐射次级均匀的球面波。当气泡移动到微粒的表面上,这种球面波就会在该微粒的表面上引起反应液的显微涡动,可实现介质均匀混合,消除电解液的局部浓度不均,从而控制晶核长大。超声波电沉积中的超声振动及产生的射流能使沉积在阴极表面的金属迅速脱离阴极表面,并随溶液的流动分散到整个溶液中,防止微粒的长大 。