喷涂一直存在于我们的生活中，并且已经用于各种目的很长一段时间，包括喷涂装饰和保护涂层。因此，它是材料科学家可用于薄膜制备的另一种工具。在喷涂中，喷嘴尺寸、喷涂形状、喷嘴到基材的距离、喷涂速度、喷涂过程中基材的加热等参数都是可以控制的参数，以达到最佳效果。

使用超声波喷嘴，可以使喷雾溶液均匀化，可以有效控制液滴大小（喷嘴频率影响液滴大小），并且可以分配微雾的量，从而确保成分和结构的均匀性以及所得薄膜和图案的精度。材料浪费保持在最低限度，设备操作员面临的风险也更小。

01它是如何工作的

超声波喷嘴的工作原理是利用超声波换能器将高频声波转化为机械能，然后将其转化为液体，从而产生驻波。当液体离开喷嘴的雾化表面时，它会分解成均匀的微米级液滴的细雾。与传统的喷嘴不同，传统喷嘴依靠压力和高速运动将液体分解成小颗粒。超声波喷嘴采用液体超声波雾化，超声波振动能量低。液体可以通过重力或低压液体泵输送到喷头，以进行连续或间歇雾化。

02传统喷涂的缺点

压力喷嘴最初用于喷涂。压力喷嘴在喷涂时耐久性差，容易堵塞，需要稍微复杂的系统（用于产生压力），大量的材料浪费和环境污染，这对喷涂者来说尤其危险。

空气雾化喷涂转化率低，废弃物高;由于压力低，喷涂时间有点长;当空气流通不畅时，容易发生过喷或漆雾;因为最终的外观非常光滑，对表面的灰尘和空气要求都非常高严格;需要通过添加溶剂或加热来降低油漆粘度，以达到良好的外观。

03超声波喷涂的优势

与压力喷嘴不同，超声波喷嘴不使用高压迫使液体通过小孔来产生喷雾。液体通过喷嘴的中心以较大的孔口无压力送入，并且由于喷嘴中的超声波振动而雾化。液体供应通道和孔口的喷嘴相对较大，可实现无堵塞喷雾。

喷雾稳定

超声波喷涂系统可与自动化集成设备配合使用，喷涂质量稳定，粒径在25μm~50μm之间。

更高的均匀性

与传统的喷涂技术相比，超声波喷涂系统的喷涂均匀性和可控性大大提高。消除了医疗器械表面常见的缺陷，为介入医疗器械表面涂层性能优异的制备提供了技术支持。

可配备加热平台

超声波喷雾器可以配备用于基材的加热平台，例如加热板。可以使用多个独立控制的注射器（涂层溶液容器）来处理不同的材料，这对于多层制造或在基材的不同部分形成不同的薄膜至关重要-如有必要，其中一个注射器可以含有清洁的液体，如蒸馏水，以避免污染。超声波喷涂机可以与浸涂机结合使用，在这种情况下，浸涂模块在可以移动时保持静止。

精确控制液滴分布

每个超声波喷嘴都以特定的共振频率工作，这决定了液滴的中值大小。液滴大小几乎保持不变，并且可以在数学上落在严格预测的液滴分布范围内。雾化粒子的大小基本上是工作频率的函数，频率越高，雾化粒子越小。

抗污染

喷嘴由极高强度钛合金和其他专有金属制成，使其特别耐化学腐蚀并具有出色的声学性能。电活性元件包含在密封外壳内，可保护喷嘴组件免受外部污染。供应管贯穿喷嘴的整个长度。喷嘴的设计确保液体仅与喷嘴内的钛接触。

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喷嘴性能因素

液体性质

喷嘴制造商提供的几乎所有液滴尺寸数据都基于实验室条件下70°F（21°C）的喷水。在为对液滴大小敏感的工艺选择喷嘴时，应了解并考虑液体特性的影响。

温度

液体温度变化不直接影响喷嘴性能，但会影响粘度、表面张力和比重，进而影响喷嘴性能。

比例

比重是给定体积的液体的质量与相同体积水的质量之比。在喷涂中，除水以外的液体比重的主要影响是喷嘴的容量。所有供应商提供的喷嘴性能数据均基于喷水。

粘性

动态粘度定义为液体在流动过程中抵抗其元素形状或排列变化的性质。液体粘度主要影响喷雾图案的形成和液滴的大小。与纯水相比，粘度较高的液体需要更高的最小压力才能开始形成喷雾模式并产生更窄的喷雾角度。

表面张力

液体的表面张力倾向于具有尽可能小的尺寸，在张力下充当膜。液体表面的任何部分都会对与之接触的相邻部分或其他物体施加张力。力在表面的平面上，每单位长度的力是表面张力。表面张力的主要影响是最小工作压力，喷雾方向角度和液滴尺寸等因素。

喷嘴磨损

喷嘴磨损表现为喷嘴容量的增加和喷雾模式的变化，其中分布（喷雾模式的均匀性）恶化并增加液滴尺寸。选择耐磨结构材料可以延长喷嘴的使用寿命。由于使用许多单独的流体喷嘴来计量流量，因此磨损的喷嘴会导致过多的流体使用。