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超聲波霧化噴嘴的應(yīng)用
閱讀：749 發(fā)布時(shí)間：2021-3-9
與傳統(tǒng)的依靠高速壓力將流體剪切成小液滴的噴嘴不同，超聲霧化噴嘴利用振動(dòng)能量產(chǎn)生低速霧。超聲波噴嘴是一種噴霧噴嘴，它利用壓電換能器產(chǎn)生的高頻振動(dòng)作用在噴嘴頭上，從而在液膜中產(chǎn)生毛細(xì)波。一旦毛細(xì)管波的振幅達(dá)到臨界高度（由于發(fā)生器提供的功率水平），它們就會(huì)變得過(guò)高而無(wú)法支撐自身，微小的液滴會(huì)從每個(gè)波的頂部掉落，從而導(dǎo)致霧化。
超聲波霧化噴嘴在生產(chǎn)領(lǐng)域有很多應(yīng)用，包括藥物洗脫支架和涂有藥物的氣球、燃料電池、透明導(dǎo)電膜、碳納米管等方面的應(yīng)用，接下來(lái)該文將對(duì)超聲波霧化噴嘴的應(yīng)用進(jìn)行具體的介紹。
藥物洗脫支架
藥物如西羅莫司（也稱為雷帕霉素）和紫杉醇使用具有或不具有賦形劑涂覆的藥物洗脫支架（DES）和藥物涂層球囊（DCB）的表面上。這些設(shè)備受益于超聲波噴嘴，因?yàn)樗鼈兡軌蛞暂^小的損失或沒(méi)有損失地施加涂層。諸如DES和DCB之類的醫(yī)療設(shè)備由于尺寸小，需要非常窄的噴霧形式，低速霧化噴霧和低壓空氣。
燃料電池
研究表明，超聲噴嘴可以有效地用于制造質(zhì)子交換膜燃料電池。通常使用的墨水是鉑-碳懸浮液，其中鉑在電池內(nèi)部充當(dāng)催化劑。將催化劑施加到質(zhì)子交換膜上的傳統(tǒng)方法通常包括絲網(wǎng)印刷或醫(yī)生刀片。但是，由于催化劑趨于形成附聚物，導(dǎo)致電池中氣體流動(dòng)不均勻，并阻止催化劑*暴露，并存在溶劑或載液可能被吸收的風(fēng)險(xiǎn)，因此該方法可能會(huì)具有不良的電池性能。進(jìn)入膜中，都阻礙了質(zhì)子交換效率。
當(dāng)使用超聲波噴嘴時(shí)，可以通過(guò)小且均勻的液滴尺寸，改變液滴行進(jìn)的距離以及對(duì)基材施加較低的熱量，使液滴在干燥過(guò)程中達(dá)到所需的干燥程度。到達(dá)基材之前先通入空氣。與其他技術(shù)相比，過(guò)程工程師可以更好地控制這些類型的變量。另外，由于超聲波噴嘴恰好在霧化之前和霧化期間將能量提供給懸浮液，因此懸浮液中可能的附聚物被破壞，導(dǎo)致催化劑的均勻分布，從而導(dǎo)致催化劑的效率更高，進(jìn)而導(dǎo)致燃料電池的效率更高。
透明導(dǎo)電膜
超聲波噴嘴技術(shù)已用于在透明導(dǎo)電膜（TCF）的形成過(guò)程中創(chuàng)建銦錫氧化物（ITO）膜。 ITO具有出色的透明性和較低的薄層電阻，但是它是一種稀缺的材料，容易開裂，因此并不適合用作新的柔性TCF。另一方面，石墨烯可以制成撓性膜，具有導(dǎo)電性并且具有高透明性。銀納米線（AgNWs）與石墨烯結(jié)合使用時(shí)，據(jù)報(bào)道是有前途的，優(yōu)于ITO的TCF替代品。
先前的研究集中于不適用于大面積TCF的旋涂和棒涂方法。多步驟工藝，利用氧化石墨烯的超聲波噴涂和傳統(tǒng)的AgNWs噴涂，然后再使用肼蒸汽還原，然后再涂覆聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）面漆，形成了可剝離的TCF，可以將其縮放成較大的尺寸。
印刷電路板
超聲波噴嘴的無(wú)堵塞特性，由其產(chǎn)生的小而均勻的液滴尺寸以及可以通過(guò)嚴(yán)格控制的空氣成形裝置對(duì)噴霧羽流進(jìn)行成形的事實(shí)使該應(yīng)用在波峰焊過(guò)程中取得了相當(dāng)成功。市場(chǎng)上幾乎所有助焊劑的粘度都非常適合該技術(shù)的能力。在焊接中，高度優(yōu)先選用“免清洗”助焊劑。但是，如果使用過(guò)量，則該過(guò)程將導(dǎo)致電路組件底部的腐蝕殘留物。
太陽(yáng)能電板
光伏和染料敏化太陽(yáng)能技術(shù)在制造過(guò)程中都需要使用液體和涂料。由于這些物質(zhì)中的大多數(shù)非常昂貴，因此使用超聲波噴嘴可將由于過(guò)度噴涂或質(zhì)量控制而造成的任何損失降至較低。為了降低太陽(yáng)能電池的制造成本，傳統(tǒng)上是使用分批式磷酰氯或POCl3方法完成的，已顯示出使用超聲波噴嘴將水基薄膜鋪在硅片上可以有效地用作太陽(yáng)能電池。擴(kuò)散過(guò)程以產(chǎn)生具有均勻表面電阻的N型層。
