粉碎不溶固体（或液体）的物理机制认为是超声波空化作用。超声波空化效应是指在强超声波作用下，液体内会产生大量的气泡，小气泡将随着超声振动而逐渐生长和增大，然后又突然破灭和分裂，分裂后的气泡又连续生长和破灭。这些小气泡急速崩溃时在气泡内产生了高温高压，且因气泡周围的液体高速冲入气泡而在气泡附近的液体中产生了强烈的局部激波，也形成了局部的高温高压，从而产生了超声的粉碎、乳化作用。
超声波乳化形成的乳液平均液滴尺寸小，可为0．2～2um；液滴尺寸分布范围窄，可为01～10um或更窄。
超声波乳浓度高，纯乳液浓度可超过30%，外加乳化剂可高达70%。
形成的乳液更加稳定，超声乳化的一个重要特点就是可以不用或少用乳化剂使产生较稳定的乳液。
可以控制乳液的类型。采用超声乳化，在某些声场条件下，O/W(水包油)和W/O(油包水)型乳液都可制备；然而用机械乳化方法这是不可能的,只有乳化剂的性质才能控制乳液的类型。
甲苯在水中乳化，在低声强条件下可形成一种类型的乳液，而在高声强条件下则可能形成另一种类型的乳液。
超声波乳化生产乳渣所需功率小。
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