本文以超声作用下CuSO₄溶液的恒温结晶过程为研究体系,探讨了超声输出功率、频率、作用时间和硫酸铜溶液结晶温度对溶液结晶诱导期、溶液结晶速率以及CuSO₄晶体形貌和晶体结构的影响,为超声在工业结晶中的应用提供理论依据和技术指导。1.超声对结晶诱导期影响以35.0℃下的CuSO₄过饱和溶液为研究体系,测定了在不同超声条件下CuSO₄结晶诱导期的变化规律,研究结果表明:在CuSO₄溶液的恒温结晶过程中引入超声,可以明显的缩短硫酸铜溶液结晶过程的诱导期,在频率为24.4kHz时,功率为80W时的诱导期由静止时的4320s变化为15s。当频率不变,增大超声功率,诱导期随着功率的增大而减小,在频率为24.4kHz时,当功率由30W增加到80W,诱导期由218s减小到15s;在频率为80.0kHz时,当功率由30W增加到60W,诱导期由1350s减小到998s。当功率不变,增大频率,诱导期随着频率的增大而增大,在功率为30W时,当频率由24.4kHz增加到80.0kHz时,诱导期由218s增加到1358s。2.超声对结晶速度的影响以35.0℃下的CuSO₄过饱和溶液为研究体系,测定了在不同超声条件下CuSO₄结晶速度随时间的的变化规律,研究结果表明:超声可以加速溶液的一次成核、二次成核,强化整个结晶体系的传质与传热过程,从而提高了CuSO₄的结晶速度。增加功率可以提高结晶速率,在频率为40.0kHz时,当功率由30W增加到80W,在结晶时间为10s时的结晶量由0.4151g变为0.7359g。增加频率反而使结晶速率降低,在功率为30W时,当频率由24.4kHz增加到80.0kHz,在结晶时间为10s时的结晶质量由0.4897g变为0.3523g。在低频率、高功率的条件下可以获得更大的结晶速度,但是结晶的收率降低,原因是在低频率、大功率的条件下增加的溶解量主要以小颗粒的形式分散在溶液中,影响了收率。3.超声对晶体形貌的影响用扫描电镜分析了硫酸铜晶体的微观形貌和结构。研究表明,在其它条件相同时,随着超声作用功率的增加,结晶产物的颗粒变小,分布均匀;在其它条件相同时,低频超声的作用,制得的产物颗粒小,分布均匀;为了制得颗粒小,分布均匀的产物,应利用低频、大功率的超声。