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超聲波噴涂或超聲噴涂是一種利用超聲波霧化技術(shù)進行的薄膜涂層沉積工藝。首先將要沉積的涂層材料配置成溶液、溶膠或懸浮液等液體，然后這些液體通過一個被稱為超聲波噴頭的特殊超聲波霧化裝置霧化成微米級的微小液滴，這些微小液滴再通過一定量的載流氣體均勻地沉積在基材表面，從而形成薄膜涂層。對于某些特定的薄膜材料，超聲波噴涂可以用氣相沉積或濺射等薄膜沉積設(shè)備成本的很小的一部分而獲得品質(zhì)相當?shù)谋∧ね繉?，故此超聲噴涂被視為是一種經(jīng)濟且優(yōu)秀的薄膜沉積工藝。與傳統(tǒng)的單流體或二流體噴涂（空氣噴涂）相比，超聲噴涂具有非常柔和均勻的霧化、不堵塞的噴槍、高度可控的噴霧流量等顯著優(yōu)勢，從而獲得遠高于二流體噴涂的原料利用率（可達4倍以上），更高的均勻度和控制精度、更低的維護成本。下面我們就詳細介紹一下超聲波噴涂中的核心部件——超聲波噴頭。
圖1：超聲波噴頭霧化示意圖
超聲波噴頭，又名超聲波噴嘴、超聲波噴槍等，是一種基于朗之萬換能器原理的超聲波霧化裝置。將超聲波的最大振幅設(shè)計在噴頭的最前端，液體從噴頭后部輸送到前端時被前端的高頻超聲波振蕩撕碎成細小的液滴從而形成霧化，之后可再通過一定量的載氣將液霧送至被噴涂物體或特定空間中。在不超出限度的情況下，液體霧化量僅由液體的輸送量和噴霧頭的工作頻率決定。超聲噴頭的霧化依然符合機械波霧化原理，其霧化液滴的大小可參考如下公式:
其中f為超聲頻率，D0.5為平均液滴直徑，ρ為液體密度，σ為液體張力。由于液體張力與液體粘度有一定關(guān)系，且可被超聲霧化的液體粘度很有限，一般為30cps以下，故此液體張力可變化的范圍很小。同樣，液體密度也基本不會有太大差異。所以決定霧化液滴大小的主要因素為超聲頻率，從公式中可以看出超聲頻率越高霧化粒徑越小，我們可以通過調(diào)整超聲噴頭的超聲頻率來控制霧化液滴的大小。通過激光粒度儀可測得氣溶膠顆粒粒徑的分布情況，圖2為東方金榮Siansonic超聲波噴頭與二流體噴頭霧化液滴粒徑的分布圖，我們可以看出超聲波噴頭的霧化液滴更小且分布更加均勻。
圖2：超聲波噴頭與二流體噴頭霧化液滴粒徑的分布圖
各種各樣的涂料、化學試劑、潤滑油、顆粒懸浮液等均可被超聲波噴頭霧化。但是，液體的粘稠度、可混合性、固體含量等均需要被考慮。對于最佳霧化效果，液體粘稠度應(yīng)在30cps以下，固體含量應(yīng)低于30%。因為霧化過程受液體膜所產(chǎn)生的運動效果影響，高粘稠度勢必造成低霧化量，給應(yīng)用帶來困難。由于高聚合物分子具有高度的內(nèi)聚力，霧化含有高聚合物分子的液體，即使是在沖淡情況下也是存在問題的。大多時候，固體顆粒混合液是可以被霧化的。因為固體顆粒會分散于霧化顆粒當中。甚至是粗雜的泥漿，在低速傳給噴頭的情況下也是可以被霧化的。
