气体膨胀液体是一种溶剂体系,它是有机溶剂和高压气体（如CO2或乙烷）所组成的混合流体。由于CO2具有安全、无毒,且价格便宜等特点,所以CO2膨胀液体是使用最为广泛的一种气体膨胀液体。在CO2膨胀液体中,通过改变CO2的比例,可以使CO2膨胀液体从纯有机溶剂连续过渡到超临界CO2。气体膨胀液体由于物化性质可调、结构组成可设计、环境友好,使其显示出巨大诱人的潜在应用前景。近些年,有研究学者将超声技术应用在气体膨胀液体系统中进行许多化学合成或者萃取试验,得到了令人满意结果。然而关于气体膨胀液体中空化现象的发生及其影响因素却尚未有文献公开报道,对有机液体中的声致发光也研究较少。本文针对CO2膨胀N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中气体含量和超声功率对空化气泡动力学行为和空化强度的影响进行研究,探讨了气体压力和种类对DMF中声致发光的影响。从理论和试验结果上对空化气泡云结构演变,声致发光强度和空化强度进行分析解释,为气体膨胀液体中超声空化以及声致发光的研究提供了参考。本文的研究成果如下:（1）压力对CO2膨胀DMF中超声空化现象和空化强度的影响通过搭建高压超声现象观察和测量试验台,记录了在不同系统压力下（0.8MPa、2.0 MPa、4.2 MPa和5.2 MPa）下空化气泡云结构的演变过程和声压变化,利用Peng-Robinson状态方程计算了CO2从DMF解离所需的过量摩尔焓,预测了CO2-DMF中表面自由能随CO2溶解量的变化规律,通过分析得出:在CO2膨胀DMF系统中,CO2摩尔分数增加会降低液体表面张力,高压下过量焓（excess enthalpy）是超声能量消耗的主要因素之一,而低压下表面张力是低x-CO2混合物中影响超声空化的关键因素。低表面张力和高溶解度有利于空化气泡的产生,而高压则抑制了气泡的成核和生长。最后通过谱分析法得出:气体压力,超声功率和空化强度间并非简单的线性关系。高压下空化气泡和气泡簇的数量以及空化强度明显增加,系统压力越高,瞬态空化最大值越大,所需临界超声功率越大。此外,随着超声功率增加,气泡簇形成和破裂频率增加,压力脉冲的幅值随之增强。（2）气体种类和压力对DMF中多泡声致发光的影响通过高速摄像机和数码相机记录了不同压力下在Ar和CO2饱和的DMF中的超声空化气泡云演变过程和声致发光图像,PVDF传感器记录了空化强度,使用阈值公式分析了环境压力对空化阈值的影响,利用谱分析法比较了在不同压力和不同气体中空化强度和发光强度的区别,进而得出:在Ar饱和的DMF中,气体压力增高会导致瞬态空化减少,发光强度降低。增加超声功率可以增强声致发光强度。在相同压力和超声功率下,Ar可以产生较大的发光强度而CO2饱和DMF中不能发生声致发光,这是气体的多变性指数和溶解度不同造成的。CO2的低多变性指数使气泡在绝热压缩过程中产生的热量较少。此外,CO2的高溶解度会增加气泡-气泡聚结,抑制惯性空化,因此在CO2膨胀液体系统中并未观察到声致发光现象。