水垢问题是生活与工业用水不可避免的一大问题,水垢的持续沉积会堵塞管道、腐蚀金属和降低热交换效率等,严重时还会导致爆炸等重大安全事故的发生,造成人员伤亡和巨大的经济损失。近年来,交变电磁场和超声波物理水处理方法由于其防除垢效果好、无设备破坏性和无污染等使用特性而被广泛应用于缓解水垢问题,到目前为止,学术界对于交变电磁场和超声波的阻垢效果和机理还存在诸多疑问,致使二者在实际的防除垢应用中其阻垢效果还不够稳定。本文研究的目的是研究交变电磁场及超声波阻垢的内在机理,并在此基础上探讨Mg²⁺与阻垢剂存在下交变电磁场与超声波及其协同作用下的阻垢效果,为物理阻垢技术的应用与发展提供重要的理论与实际指导。本文紧紧围绕交变电磁及超声阻垢关键技术研究这一主题,针对目前交变电磁场与超声波协同阻垢机理还不明确的问题,通过协同阻垢实验分析了交变电磁场和超声波单独以及协同作用下Ca（HCO₃）₂溶液pH值及电导率的变化,深入分析了二者协同作用对水垢晶体生成及生长的作用效果及机制,结合硬水溶液中CaCO₃悬浮颗粒粒度分布、浊度变化及CaCO₃晶体扫描电镜（SEM）结果,对两种物理方法协同作用下水垢晶体生成、生长过程的变化及其成因进行了研究和探讨。针对杂质Mg²⁺能够显著影响CaCO₃生成及结晶过程这一现象,研究了杂质Mg²⁺对交变电磁场和超声波协同作用下阻垢效果的影响机制。通过测量不同Mg²⁺浓度下硬水溶液pH值、电导率、浊度和粒度分布的变化,对CaCO₃晶体成核及生长过程进行深入分析,通过XRD和SEM观测沉淀晶体的晶相和微观形态,并据此提出了一种有效的新型阻垢方案。为探究交变电磁场与超声波对阻垢剂阻垢效果的影响及其作用机理,在阻垢剂的使用过程中引入交变电磁场与超声波,通过测量硬水溶液pH值和Ca²⁺浓度的变化以表征其阻垢效率,使用XRD与SEM检测和分析了其沉淀晶体的晶相和微观形态,为实现通过物理方法对阻垢剂阻垢效率的提升提供了理论基础和技术支持。