高校专用超声喷涂机：助力科研创新的精密涂层利器

　　在高校材料科学、新能源、微电子等前沿研究领域，薄膜制备技术始终是科研创新的关键环节。从燃料电池催化剂

涂层到钙钛矿太阳能电池，从石墨烯导电薄膜到生物医用涂层，这些高端研究的背后，离不开一项日益受到重视的

工艺技术——超声喷涂。近年来，随着国内高校科研投入持续加大，高校专用超声喷涂机的采购需求显著增长，

成为实验室建设中不可或缺的重要设备。

　　精密雾化，纳米级薄膜制备的核心技术

　　超声喷涂技术的核心在于其独特的雾化原理。超声波喷头利用压电效应，将电能转化为高频机械能，

产生高频驻波使液体在离开雾化面时被破碎成均匀的微米级细雾液滴。与传统二流体气压喷头不同，超声波喷头

无需通过小孔径来实现雾化，而是让液体在没有压力的情况下通过较大孔径，利用超声波振动完成雾化。这一

特点有效避免了喷嘴堵塞的风险，产生的低流速喷雾更易控制，几乎不会造成液雾飞溅，从而使涂料利用率从

传统喷涂的约30%大幅提升至85%以上。

　　频率是影响雾化效果的关键参数。每个超声波喷头在特定的谐振频率下工作，频率越高，产生的液滴尺寸

越小、分布越均匀。例如，120KHz超声波喷头产生的平均喷雾粒径约为15μm，而频率较低时则雾滴更粗。

科研人员可根据实验需求，在不同频率的喷头之间灵活切换。与此同时，根据喷涂范围和应用场景的不同，

超声波喷头可分为宽喷型、聚拢型、线型等多种类型，宽喷型适合大面积均匀涂覆，聚拢型适用于小面积

精准喷涂，线型则用于形成最细、最清晰的线条。这种多样化的配置使得超声喷涂设备能够适配从几平方

毫米到数百平方厘米不等的基材需求。

　　从燃料电池到钙钛矿，多元应用助力高校科研突破

　　高校专用超声喷涂机的应用领域十分广泛，覆盖了新能源、电子信息、生物医药等多个前沿方向。在

燃料电池研究中，该设备可将催化剂浆料精准喷涂于质子交换膜上，制备膜电极组件。利用超声波雾化技术，

可以避免浆料中的固体粒子再结合，从而确保薄膜的均匀度与品质。在太阳能电池领域，超声喷涂技术被

用于制备CIGS薄膜太阳能电池的吸收层以及钙钛矿电池的电子传输层和空穴传输层，能够实现大面积、高

均匀度的纳米级薄膜沉积。

　　在功能涂层与新材料研究方面，超声波喷涂技术可广泛用于玻璃、硅片、金属、聚合物等各种基材上的

功能性薄膜制备，如AR减反增透薄膜、亲水及疏水涂层、碳纳米管、石墨烯等透明导电薄膜。华中科技大学

罗老师团队长期致力于能源材料、锂电工艺及光电器件的前沿研究，多年来持续选用超声喷涂设备，在薄膜

制备、电极涂层、功能材料沉积等关键环节取得了一系列重要成果。

　　采购需求升温，国产品牌加速崛起

　　从近两年国内高校的采购情况来看，超声喷涂设备的市场需求正在稳步增长。齐鲁工业大学前沿交叉学

科研究院于2026年4月发布采购意向，计划投入28.5万元采购超声喷涂机，设备需集成超声波雾化系统、载气

输送系统、加热温控系统、真空吸附系统及废气排放系统五大核心模块。华中科技大学能源与动力工程学院

2025年采购的超声波膜电极喷涂仪成交金额达到48万元，化学与化工学院同年的超声薄膜喷涂设备则以20

万元成交。海南大学海洋科学与工程学院采购的晟尔诺超声喷涂机成交价格为16.5万元，温州大学以相同价格

采购了同品牌设备。东华大学于2023年以17.9万元采购了杭州驰飞超声波设备有限公司的薄膜喷涂设备，南京

工业大学2025年则将预算设为12.7万元。

　　从市场格局来看，进口设备与国产品牌并存，但国产替代趋势日益明显。湖南大学2023年以单一来源方式

采购北京东方金荣的超声波精密喷涂机，预算36万元，原因是仅有该设备能同时满足20nm至80μm的大跨度

膜厚控制需求。而杭州驰飞、苏州晟尔诺、杭州泛索能等国内厂商已广泛进入高校采购名单，国产品牌凭借

高性价比和日益成熟的技术水平，正在高校科研市场中占据越来越重要的地位。

　　科学选型，适配实验室多样需求

　　高校实验室选购超声喷涂机时，需综合考量多个因素。首先要明确实验需求，包括目标膜厚、基材类型、

涂层精度要求和喷涂面积。干膜厚度范围通常在20nm至100μm之间，均匀度可达95%以上。供液方式方面，

实验室多用高精度注射泵，流量控制在0.1μL/min至10ml/min之间。运动系统一般采用XYZ三轴精密模组，

重复定位精度可达±0.02mm，支持矩形、圆形、三角形或曲线等任意二维平面图形的喷涂。

　　加热基台和真空吸附系统是提升成膜质量的重要配置。微孔陶瓷加热台最高可设置150℃，可吸附薄膜

材质基材，而真空吸附则能有效固定薄膜基材防止变形。此外，对于含有纳米颗粒的悬浮液喷涂，建议选配

超声波分散供液系统，可在喷涂过程中对纳米颗粒进行持续分散搅拌，有效降低沉淀现象，大幅提高膜层均匀性。

　　高校专用超声喷涂机正以其高精度、高材料利用率和广泛的材料兼容性，成为高校科研实验室中不可或缺

的精密涂层工具。随着国内超声喷涂技术的持续进步和国产设备的不断成熟，更多高校将能够以合理的成本

获得这一先进装备，为前沿科学研究提供坚实的技术支撑，助力我国在新材料、新能源等关键领域实现更多

原创性突破。