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技术资料

超声波喷嘴

超声波喷嘴是一种喷嘴,它利用压电传感器产生的高频声波作用于喷嘴尖端,从而在液膜中产生毛细管波。 一旦毛细波的振幅达到临界高度(由于发电机供电的功率水平),它们就会变得太高,无法支撑自己,微小的水滴从每个波尖脱落,从而产生雾化。 影响初始液滴尺寸的主要因素是液体的振动频率、表面张力及粘度。 频率一般在20-180千赫之间,超出人类听觉范围,其中最高的频率产生最小的落差大小。

历史

超声雾化现象起源于19世纪末期声学物理学,具体地说,起源于《声音理论》一书的作者约翰·威廉·斯特拉特,第三代瑞利男爵的作品。 1962年,Robert Lang博士继续研究这项研究,基本上证明了他的雾化液滴大小与瑞利液体波长之间的相关性。 超声波喷嘴最初由Harvey L. Berger博士投入市场。 美国A3861852,”改进超声雾化器的燃料燃烧器”,1975年1月21日出版,分配给伯杰哈维。 伯杰博士工作的第一个应用是在家用加热油燃烧器上,试图在1970年代美国能源危机期间创造一种更有效率的燃烧器并节约燃料。 这项技术的后续用途包括:涂布采血管、在印刷电路板上喷涂助熔剂、涂布植入药物洗脱支架和气球/导管、浮法玻璃制造涂料、食品防微生物涂料、精密半导体涂料和太阳能电池和燃料电池替代能源涂料除其他外,

超声波喷嘴的应用

药物洗脱支架和药物洗脱气球
在药物洗脱支架(DES)和药物洗脱气球(DEB)表面涂布有与聚合物或不与聚合物一起使用的西罗莫司(雷帕霉素)和紫杉醇等药物。 超声波喷嘴使这些装置受益匪浅,涂装量小,无损耗。 DES和DEB等医疗器械体积小,需要非常窄的喷雾模式、低速雾化喷雾和低压空气。

燃料电池
研究表明,超声波喷嘴可以有效地用于质子交换膜燃料电池的制造。 通常使用的油墨是铂-碳悬浮液,其中铂在电池内部起到催化剂的作用。 传统的方法将催化剂应用于质子交换膜通常涉及丝网印刷或医生刀片。 然而,这种方法可能具有不理想的电池性能,因为催化剂在电池中形成团块,导致气体流动不均匀,使催化剂无法充分暴露,并使溶剂或载体液体有可能被膜吸收,从而阻碍质子交换。机敏 当使用超声波喷嘴时,由于液滴尺寸小而均匀,通过改变液滴的移动距离,并通过向基板施加低热量,使液滴在到达基板之前在空气中干燥,从而能够使喷雾干燥。 与其他技术相比,流程工程师对这些类型的变量有更好的控制。 此外,由于超声波喷嘴在雾化之前和雾化期间向悬浮液注入能量,悬浮液中可能存在的凝集物被破碎,从而导致催化剂的均匀分布,从而提高催化剂的效率,进而提高燃料电池的效率。

碳纳米管
CNT薄膜是用于制造触摸面板显示器或其他玻璃基板的透明导电膜(TCO层)和有机太阳能电池有源层的替代材料。

向微机电晶片喷洒光刻胶
微机电系统(MEMS)是结合电气和机械部件的小型微加工设备。 装置的大小从1微米以下到毫米不等,可以单独或阵列来感知、控制和启动微尺度上的机械过程。 例如压力传感器、加速度计和微型发动机。 微机电的制造包括将均匀的光刻胶层沉积在硅晶片上。 光致抗蚀剂在集成电路制造中一直使用自旋涂层技术。 在长宽比高的蚀刻面积的复杂MEMS装置中,由于去除多余液体所需的旋转率高,因此很难利用旋转涂布技术,在深槽和沟槽的顶部、侧壁、底部实现均匀覆盖。 采用超声波喷涂技术将均匀的光致抗蚀剂涂层喷涂到高宽比MEMS器件上,最大限度地减少光致抗蚀剂的使用和过喷。

印制电路板
超声波喷嘴具有不堵塞的特点,喷嘴产生的细小均匀的液滴尺寸,以及通过严格控制的空气成形装置可以成形喷嘴羽状体,使超声波焊接在波焊工艺中的应用相当成功。 市场上几乎所有助熔剂的粘度都符合市场的能力。 在焊接中,”非清洁”助焊剂是高度首选的。 但是,如果过量使用,该工艺将导致腐蚀性残留物在电路组件的底部。

太阳能电池
光伏和染料敏化太阳能技术都需要在制造过程中应用液体和涂料。 由于大多数这些物质非常昂贵,任何由于过度喷洒或质量控制造成的损失都通过使用超声波喷嘴被最小化。 为了降低太阳能电池的制造成本,传统的方法是采用批量氯化磷或POCl3法,利用超声波喷嘴在硅片上涂布水基薄膜,可以有效地作为扩散过程,形成表面电阻均匀的N型层。

超声波喷雾热解
超声波喷雾热解是一种化学气相沉积(CVD)方法,用于形成薄膜或纳米颗粒的各种材料。 前体材料通常通过溶胶-凝胶法制造,例如硝酸银水形成、氧化锆颗粒的合成以及固体氧化物燃料电池SOFC阴极的制造。

高温超声波喷嘴
由超声波喷嘴产生的雾化喷嘴受热衬底,其典型范围为300-400℃。 由于喷淋室温度高,超声波喷嘴(如图和标有”高温超声波喷嘴”)的延伸部分(需要引物)如可移动的尖端(尖端隐藏在标有#2)的涡流气流罩下(需要引物)被设计成在保护人体(实验室)的同时承受高温。含温度敏感压电元件的超声波喷嘴的eled #1) [所需材料],一般在喷淋室外或其他隔离方法。

引用: Ultrasonic nozzle – Wikipedia