超声波喷涂为什么要规定溶液的粘度和颗粒度？

一、超声波雾化的基本原理

超声波喷头是利用超声波换能器的压电效应将超声波发生器提供的电能转化为高频振动的机械能（频率20kHz~120kHz、振幅4～20μm）。机械能被转移到液体中，产生驻波。液体通过喷头导入到雾化面，当液体离开喷头的雾化表面时，它被破碎成均匀微米级细雾液滴，从而实现雾化，喷洒在基材表面，从而形成薄膜涂层，达到精密喷涂的要求。这一过程中对用户所使用的液体的物理特性有要求如下：

液体的粘度小于30cps；溶液中的固含量不大于20～30%；

液体中存在的颗粒小于15-45μm，超声波喷头的越高，要求颗粒度越细小。

二、关于粘度

1.影响雾化效果

高粘度液体其分子之间的粘黏度高，从而影响超声波振动分散的效果，导致产生液体细雾的大小不均匀，甚至不雾化。同时，高粘度还使得细雾在工作空间也会相互粘连，导致液体细雾喷洒在基材表面时，产生涂层的不均匀性。这对于需要对均匀涂层要求高的应用场景，如精密电子元件涂层、光学镜片镀膜等极为不利，会严重影响涂层质量，降低产品性能。因此，合适的粘度，可保障雾化水滴能均匀细小地形成和分布，满足高质量涂层的要求 。

2.能量消耗与设备寿命

雾化高粘度液体需要更高的驱动功率，可能加速设备器具的老化或导致过热损坏。

3.液体流动性

高粘度液体流动性差，可能导致供液不均匀，喷雾状况会断断续续，导致喷头间歇性干烧。

三、关于颗粒度

1.防止喷头堵塞

若喷涂液体中存在较大颗粒，这些颗粒在通过超声波喷头的细小通道时，极有可能导致喷头堵塞。喷头一旦堵塞，不仅会中断喷涂作业，影响生产效率，还可能因强行继续工作而损坏喷头，增加设备维修成本和停机时间。液体中存在有固化物，其颗粒的粒径必须满足一定的要求，可从源头上避免喷头堵塞问题的出现，确保设备稳定运行 。

2.确保雾化效果与涂层质量

较大颗粒无法被超声波有效破碎成均匀微小的液滴，会导致雾化效果变差，最终形成的涂层表面也可能出现粗糙、不平整、厚度不一致等缺陷。在对涂层质量要求较高的行业产品，如半导体制造中芯片表面的涂层、航空航天领域飞行器零部件的涂层等，这些缺陷可能引发严重的性能问题。因此，溶液中的颗粒度小，溶解性高，有助于保证雾化效果良好，实现高质量的涂层制备 。

四、总结

粘度和颗粒度直接影响超声波喷头的雾化效果、稳定性和寿命。选型时需匹配液体特性，选择合适的溶液溶剂（调节粘度），必要时预处理液体（如对颗粒物的筛选过滤、使用超声波分散供液系统），以确保高效可靠运行。

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