空蚀是一种常见水力现象,会造成材料表面破坏,机械性能下降、产生噪音和振动。这不仅影响设备的正常运行,还会降低其使用寿命,造成巨大经济损失。目前空蚀影响因素和诱发机制尚不明确。因此研究空蚀的影响因素和诱发机制对抑制和利用空蚀有深远的意义。本文使用超声振动空蚀实验装置,系统的研究了实验条件、微颗粒、润湿性对超声空蚀的影响。采用空蚀坑数量法表征了空蚀的破坏程度。使用激光共聚焦显微镜结合Image J软件统计了采集区内的空蚀坑数量。使用光学显微镜对空蚀后样品表面的宏观形貌进行了观察,使用纳米压痕仪对空蚀后样品表面的硬度进行了检测,使用扫描电子显微镜对空蚀坑及周围结构进行了微观形貌研究,探讨了不同实验条件下空蚀过程和诱发机制。研究结果如下:不同实验条件会对空蚀的破坏程度和空蚀坑的表面形貌和微观结构产生重要影响。聚四氟乙烯的空蚀损伤形式为塑性变形和小裂纹,纯铝和45#钢的空蚀损伤形式为空蚀坑,45#钢空蚀坑周围具有彩虹环。随空蚀时间增长空蚀破坏程度增大。无水乙醇中空蚀坑周围纳米结构呈现花状,甘油纯水溶液中空蚀坑中心有“浮岛”结构,自来水中生成的空蚀坑周围形成了纳米多层片状结构。该结构是空蚀-腐蚀耦合作用产生的,与超声作用时间有很大关系,SO42-对多层结构的形成起到促进作用。空蚀破坏程度随SiO2悬浮液浓度的增大先增大后降低,存在一个临界浓度为1g/L,在此浓度时空蚀破坏程度最大。随着粒径的增大,空蚀破坏程度降低,但空蚀坑的坑径随微颗粒粒径的增大而增大。大部分微颗粒会导致更严重的空蚀破坏。但添加Al微颗粒可以抑制超声空蚀破坏。与添加未改性的SiO2相比,45#钢在疏水SiO2悬浊液中空蚀后,样品表面空蚀坑密度降低,空蚀坑深度较浅。疏水45#钢在纯水中空蚀后,空蚀坑密度也降低,空蚀坑周围没有发现纳米结构。疏水SiO2颗粒和疏水45#钢表面都抑制了空蚀破坏,讨论了润湿性抑制空蚀破坏的机制。