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超聲波霧化噴嘴的應用
閱讀：849 發(fā)布時間：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能量產生低速霧。超聲波噴嘴是一種噴霧噴嘴，它利用壓電換能器產生的高頻振動作用在噴嘴頭上，從而在液膜中產生毛細波。一旦毛細管波的振幅達到臨界高度（由于發(fā)生器提供的功率水平），它們就會變得過高而無法支撐自身，微小的液滴會從每個波的頂部掉落，從而導致霧化。
超聲波霧化噴嘴在生產領域有很多應用，包括藥物洗脫支架和涂有藥物的氣球、燃料電池、透明導電膜、碳納米管等方面的應用，接下來該文將對超聲波霧化噴嘴的應用進行具體的介紹。
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。這些設備受益于超聲波噴嘴，因為它們能夠以較小的損失或沒有損失地施加涂層。諸如DES和DCB之類的醫(yī)療設備由于尺寸小，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，其中鉑在電池內部充當催化劑。將催化劑施加到質子交換膜上的傳統(tǒng)方法通常包括絲網印刷或醫(yī)生刀片。但是，由于催化劑趨于形成附聚物，導致電池中氣體流動不均勻，并阻止催化劑*暴露，并存在溶劑或載液可能被吸收的風險，因此該方法可能會具有不良的電池性能。進入膜中，都阻礙了質子交換效率。
當使用超聲波噴嘴時，可以通過小且均勻的液滴尺寸，改變液滴行進的距離以及對基材施加較低的熱量，使液滴在干燥過程中達到所需的干燥程度。到達基材之前先通入空氣。與其他技術相比，過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，導致催化劑的均勻分布，從而導致催化劑的效率更高，進而導致燃料電池的效率更高。
透明導電膜
超聲波噴嘴技術已用于在透明導電膜（TCF）的形成過程中創(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，具有導電性并且具有高透明性。銀納米線（AgNWs）與石墨烯結合使用時，據報道是有前途的，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
超聲波噴嘴的無堵塞特性，由其產生的小而均勻的液滴尺寸以及可以通過嚴格控制的空氣成形裝置對噴霧羽流進行成形的事實使該應用在波峰焊過程中取得了相當成功。市場上幾乎所有助焊劑的粘度都非常適合該技術的能力。在焊接中，高度優(yōu)先選用“免清洗”助焊劑。但是，如果使用過量，則該過程將導致電路組件底部的腐蝕殘留物。
太陽能電板
光伏和染料敏化太陽能技術在制造過程中都需要使用液體和涂料。由于這些物質中的大多數非常昂貴，因此使用超聲波噴嘴可將由于過度噴涂或質量控制而造成的任何損失降至較低。為了降低太陽能電池的制造成本，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能電池。擴散過程以產生具有均勻表面電阻的N型層。
