超声波喷涂是一种利用超声波能量将液体转化为微细雾滴并进行均匀涂覆的技术，其核心原理基于超声波的物理效应。以下是其工作原理的详细分解：

　　1.超声波雾化机制

　　压电换能器作用：

　　喷涂系统的核心是压电换能器（通常由锆钛酸铅等材料制成），当施加高频电信号（典型频率为20kHz–120kHz）时，换能器会产生高频机械振动。

　　振动传递至喷嘴：

　　振动通过变幅杆（振幅放大器）传递到喷嘴尖端，使喷嘴表面产生微米级的高频振动（纵向振动）。

　　毛细波破裂形成雾滴：

　　液体通过喷嘴时，在超声振动作用下，液膜表面形成“毛细波”（Rayleigh波）。当振动能量超过液体表面张力时，波峰处的液滴被剥离，形成直径1–50微米的均匀雾滴（比气压雾化更细小）。

　　2.喷涂过程特点

　　低流速与精准控制：

　　液体无需高压（通常0.1–1mL/min的低流量即可），适合喷涂昂贵或高粘度液体（如纳米银浆、生物涂层）。

　　无气雾化：

　　与传统气压喷涂不同，超声波喷涂不依赖压缩空气，避免雾滴飞溅或“喷射尾迹”，适合脆弱基材（如柔性电路、太阳能电池）。

　　定向沉积：

　　雾滴因振动惯性具有初始动能，结合载气（如氮气）可精确导向基材，利用率高达90%以上（传统喷涂仅30–40%）。

　　3.关键影响因素

　　频率选择：

　　低频（20–50kHz）：产生较大雾滴（10–50μm），适合高粘度液体。

　　高频（80–120kHz）：雾滴更小（1–10μm），用于薄膜涂层（如燃料电池催化剂层）。

　　液体性质适配：

　　需优化液体粘度（通常<100cP）、表面张力和固含量，过高粘度需稀释或加热。

　　振幅与流量匹配：

　　振幅过大导致雾滴飞散，过小则雾化不充分；需与液体供给速率动态平衡。

　　4.典型应用场景

　　光伏产业：

　　太阳能电池背电极的银浆喷涂（厚度可控在±0.5μm内）。

　　医疗涂层：

　　药物洗脱支架的均匀药物涂层（避免传统喷涂的剂量不均）。

　　电子领域：

　　柔性电路板的导电墨水喷涂（低温处理，避免基板变形）。

       5. 对比传统喷涂技术

　　通过超声波喷涂技术，可实现纳米级精度的薄膜制备，尤其在需要高均匀性和低损耗的工业领域具有不可替代的优势。