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超声波雾化喷嘴的应用
点击次数:314 发布时间:2021-03-09
与传统的依靠高速压力将流体剪切成小液滴的喷嘴不同,超声雾化喷嘴利用振动能量产生低速雾。超声波喷嘴是一种喷雾喷嘴,它利用压电换能器产生的高频振动作用在喷嘴头上,从而在液膜中产生毛细波。一旦毛细管波的振幅达到临界高度(由于发生器提供的功率水平),它们就会变得过高而无法支撑自身,微小的液滴会从每个波的顶部掉落,从而导致雾化。
 
超声波雾化喷嘴在生产领域有很多应用,包括药物洗脱支架和涂有药物的气球、燃料电池、透明导电膜、碳纳米管等方面的应用,接下来该文将对超声波雾化喷嘴的应用进行具体的介绍。
超声波雾化头
 
 
药物洗脱支架
药物如西罗莫司(也称为雷帕霉素)和紫杉醇使用具有或不具有赋形剂涂覆的药物洗脱支架(DES)和药物涂层球囊(DCB)的表面上。这些设备受益于超声波喷嘴,因为它们能够以较小的损失或没有损失地施加涂层。诸如DES和DCB之类的医疗设备由于尺寸小,需要非常窄的喷雾形式,低速雾化喷雾和低压空气。
 
燃料电池
研究表明,超声喷嘴可以有效地用于制造质子交换膜燃料电池。通常使用的墨水是铂-碳悬浮液,其中铂在电池内部充当催化剂。将催化剂施加到质子交换膜上的传统方法通常包括丝网印刷或医生刀片。但是,由于催化剂趋于形成附聚物,导致电池中气体流动不均匀,并阻止催化剂完全暴露,并存在溶剂或载液可能被吸收的风险,因此该方法可能会具有不良的电池性能。进入膜中,都阻碍了质子交换效率。
当使用超声波喷嘴时,可以通过小且均匀的液滴尺寸,改变液滴行进的距离以及对基材施加较低的热量,使液滴在干燥过程中达到所需的干燥程度。到达基材之前先通入空气。与其他技术相比,过程工程师可以更好地控制这些类型的变量。另外,由于超声波喷嘴恰好在雾化之前和雾化期间将能量提供给悬浮液,因此悬浮液中可能的附聚物被破坏,导致催化剂的均匀分布,从而导致催化剂的效率更高,进而导致燃料电池的效率更高。
 
透明导电膜
超声波喷嘴技术已用于在透明导电膜(TCF)的形成过程中创建铟锡氧化物(ITO)膜。 ITO具有出色的透明性和较低的薄层电阻,但是它是一种稀缺的材料,容易开裂,因此并不适合用作新的柔性TCF。另一方面,石墨烯可以制成挠性膜,具有导电性并且具有高透明性。银纳米线(AgNWs)与石墨烯结合使用时,据报道是有前途的,优于ITO的TCF替代品。
 
先前的研究集中于不适用于大面积TCF的旋涂和棒涂方法。多步骤工艺,利用氧化石墨烯的超声波喷涂和传统的AgNWs喷涂,然后再使用肼蒸汽还原,然后再涂覆聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)面漆,形成了可剥离的TCF,可以将其缩放成较大的尺寸。
 
印刷电路板
超声波喷嘴的无堵塞特性,由其产生的小而均匀的液滴尺寸以及可以通过严格控制的空气成形装置对喷雾羽流进行成形的事实使该应用在波峰焊过程中取得了相当成功。市场上几乎所有助焊剂的粘度都非常适合该技术的能力。在焊接中,高度优先选用“免清洗”助焊剂。但是,如果使用过量,则该过程将导致电路组件底部的腐蚀残留物。
太阳能电板
光伏和染料敏化太阳能技术在制造过程中都需要使用液体和涂料。由于这些物质中的大多数非常昂贵,因此使用超声波喷嘴可将由于过度喷涂或质量控制而造成的任何损失降至较低。为了降低太阳能电池的制造成本,传统上是使用分批式磷酰氯或POCl3方法完成的,已显示出使用超声波喷嘴将水基薄膜铺在硅片上可以有效地用作太阳能电池。扩散过程以产生具有均匀表面电阻的N型层。
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