Nguyên tắc kỹ thuật và ưu điểm của phun siêu âm

Phun môi siêu âm hay còn gọi là phun siêu âm là quá trình phun sơn sử dụng công nghệ phun siêu âm. Vật liệu được phun trước tiên ở trạng thái lỏng, và chất lỏng có thể là dung dịch, sol, huyền phù, v.v. Lớp phủ lỏng trước tiên được nguyên tử hóa thành các hạt mịn bằng thiết bị nguyên tử hóa siêu âm, sau đó được phủ đồng đều trên bề mặt của chất nền bằng một lượng khí mang nhất định. , do đó tạo thành một lớp phủ hoặc màng. Sự khác biệt lớn nhất giữa phun siêu âm và phun chất lỏng - đơn truyền thống hoặc phun hai chất lỏng - là thiết bị nguyên tử hóa hoặc vòi phun nguyên tử sử dụng thiết bị nguyên tử hóa siêu âm, tức là vòi phun siêu âm.

Đầu phun siêu âm hay còn gọi là đầu phun siêu âm, là thiết bị phun siêu âm dựa trên nguyên lý đầu dò sừng. Nó nguyên tử hóa chất lỏng thông qua dao động siêu âm tần số cao - được khuếch đại, và gửi sương mù chất lỏng đến đối tượng được phun hoặc một không gian cụ thể thông qua một lượng khí mang nhất định. Trong trường hợp không vượt quá giới hạn, lượng chất lỏng phun ra chỉ được xác định bởi lượng chất lỏng cung cấp và tần số hoạt động của đầu phun. Có thể nguyên tử hóa nhiều loại chất phủ, hóa chất, chất bôi trơn, huyền phù hạt, v.v. Tuy nhiên, độ nhớt, độ trộn lẫn, hàm lượng chất rắn, v.v. của chất lỏng đều cần được xem xét. Để có hiệu quả nguyên tử hóa tốt nhất, độ nhớt của chất lỏng phải dưới 30cps và hàm lượng chất rắn phải dưới 30 %. Bởi vì quá trình nguyên tử hóa bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng chuyển động tạo ra bởi màng chất lỏng, độ nhớt cao chắc chắn sẽ dẫn đến lượng nguyên tử hóa thấp, gây khó khăn cho ứng dụng. Do tính liên kết cao của các phân tử polyme, quá trình nguyên tử hóa chất lỏng có chứa các phân tử polyme, ngay cả trong điều kiện loãng, là vấn đề. Hầu hết thời gian, hỗn hợp hạt rắn có thể được nguyên tử hóa. Vì các hạt rắn sẽ bị phân tán trong nguyên tử hóa. Ngay cả bùn thô cũng có thể được phun ở tốc độ thấp tới vòi phun nước.

So với hai phương pháp phun chất lỏng - truyền thống, phun siêu âm có ưu điểm là độ đồng đều của lớp phủ cao, sử dụng nguyên liệu thô cao, độ chính xác kiểm soát độ dày lớp phủ cao, độ dày lớp phủ mỏng hơn, ít bắn tóe, không bị tắc vòi phun và chi phí bảo trì thấp. So với các quy trình phủ như bay hơi chân không và CVD, phun siêu âm là quy trình phủ phim kinh tế hơn. Đặc biệt trong việc chuẩn bị các màng có diện tích lớn -, chi phí thiết bị của phun siêu âm thấp hơn đáng kể so với thiết bị phủ chân không. Dưới đây chúng tôi mô tả ngắn gọn những ưu điểm chính của phương pháp phun siêu âm.

1. Độ đồng đều cao của lớp phủ

Độ đồng đều của phân bố hạt chất lỏng sau khi phun bằng vòi siêu âm cao hơn đáng kể so với hai vòi phun chất lỏng -, thường được gọi là súng phun khí, vì vậy độ đồng đều của lớp phủ sau khi phun bằng vòi siêu âm cũng đáng kể. được cải thiện. Thông thường, độ đồng đều của lớp phủ khi phun siêu âm có thể đạt hơn 95 %.

2. Tỷ lệ sử dụng nguyên liệu thô cao và ít bắn tung tóe

Vì phun siêu âm là nguyên tử hóa chất lỏng bằng dao động siêu âm, quá trình phủ được nguyên tử hóa không cần bất kỳ khí nào, tức là quá trình nguyên tử hóa không yêu cầu áp suất và chỉ áp dụng một áp suất khí mang rất thấp sau khi nguyên tử hóa để vận chuyển sương mù lỏng. , do đó, chất lỏng dội lại và văng ra do không khí áp suất cao - của hai - phun chất lỏng được giảm đáng kể, do đó cải thiện đáng kể tỷ lệ sử dụng của sơn. Tỷ lệ sử dụng nguyên liệu thô của phun siêu âm gấp hơn 4 lần so với phun không khí thông thường và tỷ lệ sử dụng có thể đạt hơn 90 %.

3. Độ chính xác cao của kiểm soát độ dày lớp phủ

Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ chính xác của độ dày lớp phủ là lưu lượng phun của lớp phủ, tức là lượng vật liệu được nạp trên bề mặt trong một đơn vị thời gian. Vòi phun siêu âm không có bất kỳ tác động áp lực nào lên chất lỏng, do đó, tốc độ dòng chảy của chất lỏng sơn phun có thể được kiểm soát hoàn toàn bởi bơm định lượng chính xác cao -, do đó thực hiện kiểm soát lưu lượng phun chính xác cao -. Ví dụ, một máy bơm ống tiêm có độ chính xác cao -, độ chính xác kiểm soát lưu lượng của nó có thể đạt đến mức picoliters mỗi giây và thiết kế kênh vi mô - của vòi phun siêu âm cũng có thể đạt được độ chính xác kiểm soát tổng thể là nanolit trên giây.

4. Độ dày của lớp phủ mỏng, có thể lên tới hàng chục nanomet

Vì thể tích phun của vòi siêu âm có thể đạt được lưu lượng ổn định rất thấp (0,001ml / phút), nên nó có thể đạt được tải trọng rất nhỏ trên bề mặt, dẫn đến một màng khô rất mỏng. Đối với một số vật liệu nano, độ dày màng khô có thể thấp tới hàng chục nanomet. Nó có thể được sử dụng để chuẩn bị phim thủy tinh như phim dẫn điện trong suốt, phim chống phản xạ và phản xạ, phim cách nhiệt, phim hút nước và kỵ nước, v.v.

5. Đầu phun không bị tắc và chi phí bảo trì thấp

Bởi vì vòi phun siêu âm nhận ra nguyên tử hóa chất lỏng thông qua dao động siêu âm, và các hạt nguyên tử hóa được xác định bởi tần số dao động siêu âm, vì vậy nó khác với hai vòi phun chất lỏng -. nguy cơ tắc vòi phun.