超聲波在傳播過程中與媒質(zhì)相互作用，相位和幅度發(fā)生變化，可以使媒質(zhì)的狀態(tài)、組成、結(jié)構(gòu)、功能和性質(zhì)等發(fā)生變化。這類變化稱之為超聲效應(yīng)。超聲波與媒質(zhì)的相互作用可分為熱機(jī)制、機(jī)械力學(xué)機(jī)制和空化機(jī)制。 在一個(gè)由超聲波促進(jìn)的化學(xué)反應(yīng)體系中，以上的幾種機(jī)制，或單獨(dú)或協(xié)同的對反應(yīng)起著催化作用:
1.熱機(jī)制：超聲波在媒質(zhì)中傳播時(shí)，其振動能量不斷被媒質(zhì)吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷姑劫|(zhì)溫度升高。這種使媒質(zhì)溫度升高的效應(yīng)稱為超聲的熱機(jī)制。
2.機(jī)械力學(xué)機(jī)制：當(dāng)頻率較低，吸收系數(shù)較小，超聲的作用時(shí)間很短時(shí)，超聲效應(yīng)的產(chǎn)生并不伴隨有明顯的熱效應(yīng)。這時(shí)，超聲效應(yīng)可歸結(jié)為機(jī)械力學(xué)機(jī)制，即超聲效應(yīng)來源于表征聲場力學(xué)量的貢獻(xiàn)。超聲波也是一種機(jī)械能量的傳播形式，波動過程中的力學(xué)量如原點(diǎn)位移、振動速度、加速度及聲壓等參數(shù)可以表述超聲效應(yīng)。
3.空化機(jī)制：超聲波聲化學(xué)效應(yīng)的主要機(jī)制之一是聲空化(包括氣泡的形成、生長和崩裂等過程)。其現(xiàn)象包括兩個(gè)方面，即強(qiáng)超聲在液體中產(chǎn)生氣泡和氣泡在強(qiáng)超聲作用下的特殊運(yùn)動。
超聲波液體溶液處理設(shè)備可按介質(zhì)劃分為兩大類：
①水相中的聲化學(xué)。在超聲作用下，水分解為氫氧自由基和氫原子，由此可誘發(fā)出一系列化學(xué)反應(yīng)。有機(jī)鹵化物如CH2Cl2 、CHCl3及CCl4在水介質(zhì)中接受超聲作用，使碳?xì)滏I斷裂，生成自由基。對蛋白質(zhì)、酶等生物分子的聲化學(xué)研究表明，聲致氧化還原作用是導(dǎo)致很多簡單產(chǎn)物的主要機(jī)制。
②非水液相中的聲化學(xué)。在該領(lǐng)域的研究工作尚處在起步階段。研究主要集中在以下幾個(gè)方面：均相合成反應(yīng)；金屬表面上的有機(jī)反應(yīng)；相轉(zhuǎn)移反應(yīng)；固液兩相界面反應(yīng)；聚合及高分子解聚反應(yīng)。
