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超声波喷涂设备对溶液的适配指南

时间:2025-08-28     【原创】

  在高精密涂层制备领域,超声波喷涂设备凭借其雾化颗粒细(可至微米级甚至纳米级)、涂层均匀性高、材料利用率

高(可达95%以上,远超传统空气喷涂的30%-50%)等优势,已广泛应用于新能源、半导体、生物医药、光学器件、纳

米材料等多个行业。


  超声波喷涂设备的卓越性能高度依赖于溶液自身的特性——溶液的物理化学性质直接决定了雾化效率、液滴形态、涂层

质量及设备运行稳定性。若溶液特性与设备不匹配,则导致涂层出现麻点、流挂、成分不均等缺陷,甚至会堵塞雾化头、损

坏核心部件,造成设备故障与生产损失。


  物理性要求:


  1.黏度:雾化的“基础门槛”


  黏度决定溶液能否被高频振动雾化成微小液滴——黏度过高会导致雾化困难(液滴易团聚成大颗粒),黏度过低则可能

因流动性过强导致雾化过度(液滴易飘散,涂层利用率低)。超声波喷涂设备建议使用溶液黏度范围:<30cps,具体需结

合设备频率调整测试。


  2.表面张力:影响液滴分散性


  表面张力决定雾化后液滴的分散状态,以及液滴在基材表面的铺展能力。推荐范围:一般要求表面张力在20-70mN/m

(毫牛/米)之间。表面张力过高液滴易收缩成球形,难以分散,涂层易出现“麻点”;表面张力过低液滴易过度扩散,导

致涂层边缘“流挂”或“晕染”。


  3.固含量:平衡涂层厚度与雾化稳定性


  溶液中的固体颗粒(如纳米粉体、功能性填料)含量,直接影响雾化后液滴的承载能力和涂层的功能性(如导电性、隔

热性),但过高固含量会增加黏度、堵塞通道。根据固体颗粒的密度和粒径,固含量通常控制在<20%(质量比/体积比),固

体颗粒需均匀分散,无明显沉降(避免雾化时浓度波动,导致涂层成分不均;


  4.固体颗粒粒径:防止雾化头堵塞


  若溶液含固体颗粒,颗粒粒径必须小于涂层厚度要求尺寸和喷头口径尺寸,否则无法制备需求的涂层厚度也会堵塞喷头,

导致雾化中断、设备故障。超声喷头使用颗粒粒径范围需控制在1-15um。如颗粒粒径较大,设备可配置超声破碎装置,将

溶液预处理成需求的直径大小。超声分散仪器可以将溶剂与颗粒充分混合均匀,避免雾化过程中出现不均匀现象。


  超声波喷头雾化效果


  化学性要求:


  1.腐蚀性:禁止腐蚀设备材质


  超声波雾化头通常采用钛合金材质,输液管路多为PTFE(聚四氟乙烯),因此溶液需满足:核心要求:溶液pH值控制

在4-10(中性至弱酸碱范围),避免强酸性(pH<2)或强碱性(pH>12)溶液。


  2.稳定性:避免溶液变质或成分分离


  溶液在储存和雾化过程中需保持稳定,无分层、沉淀、氧化或化学反应,否则会导致涂层成分不均、性能失效。含固体颗

粒的溶液需添加分散剂,确保48小时内无明显沉降;如出现溶液沉降现象,设备可配置磁力搅拌功能,可实现供液过程中溶

液充分混合均匀,防止沉降。


  超声波喷涂设备对溶液的要求,本质是“平衡三大目标”:高效雾化(确保液滴均匀、无堵塞)、优质涂层(确保厚度

均匀、性能达标)、设备安全(确保部件无腐蚀、无故障)。


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