การใช้อุปกรณ์หัวฉีดแบบอัลตราโซนิกในการพ่นตัวเร่งปฏิกิริยา

หัวฉีดละอองอัลตราโซนิกคืออะไร?

หัวฉีดละอองแบบอัลตราโซนิกใช้ทรานดิวเซอร์เพียโซอิเล็กทริกเพื่อสร้างการสั่นสะเทือนเชิงกลความถี่สูง-ที่ 20kHz ถึง 120kHz หรือสูงกว่า โดยส่งของเหลวไปยังพื้นผิวหัวฉีดเพื่อสร้างฟิล์มของเหลวที่เสถียร การสั่นด้วยคลื่นอัลตราโซนิกจะทำให้ฟิล์มนี้แตกออกเป็นหยดเล็กๆ ที่สม่ำเสมอ ซึ่งต่อมาจะถูกส่งไปยังพื้นผิวชิ้นงานด้วยก๊าซตัวพาความดันต่ำ-เพื่อสร้างสารเคลือบคุณภาพสูง-

แตกต่างจากการพ่นด้วยแรงดันแบบดั้งเดิม การพ่นด้วยอัลตราโซนิกอาศัยอากาศแรงดันสูงเกือบทั้งหมด- ซึ่งช่วยลดการกระเด็นและการกระเด็นกลับอย่างมีนัยสำคัญ และปรับปรุงอัตราการใช้สารละลายตัวเร่งปฏิกิริยาได้อย่างมาก

---

หลักการทำงานของการพ่นตัวเร่งปฏิกิริยาอัลตราโซนิก

สารละลายตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกส่งไปยังหัวฉีดอัลตราโซนิกอย่างต่อเนื่องผ่านปั๊มสูบจ่ายที่มีความแม่นยำ

การสั่นสะเทือนความถี่สูง-ทำให้สารละลายก่อตัวเป็นฟิล์มของเหลวที่สม่ำเสมอ ซึ่งจากนั้นจะถูกทำให้เป็นละอองเป็นหยดขนาดประมาณ 20–60 μm ทันที (ขนาดที่แน่นอนขึ้นอยู่กับความถี่ของหัวฉีดและคุณสมบัติของของเหลว)

ต่อจากนั้น ก๊าซตัวพาจำนวนเล็กน้อยจะถูกนำมาใช้เพื่อสะสมหยดลงบนพื้นผิวของสารตั้งต้นอย่างสม่ำเสมอ เมื่อใช้ร่วมกับแพลตฟอร์มการเคลื่อนไหวอัตโนมัติ XYZ ก็สามารถ-พื้นที่ขนาดใหญ่-ความแม่นยำสูง และพ่นอัตโนมัติซ้ำได้

กระบวนการทั้งหมดมีความต่อเนื่อง มีเสถียรภาพ และช่วยให้สามารถควบคุมความหนาของฟิล์มได้อย่างแม่นยำ ทำให้เหมาะสำหรับวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีมูลค่าสูง-

---

ข้อดีของตัวเร่งปฏิกิริยาการฉีดพ่นด้วยอัลตราโซนิก

1. ความสม่ำเสมอในการฉีดพ่นสูง

หยดที่เกิดจากอัลตราซาวนด์มีการกระจายขนาดที่สม่ำเสมอมาก ซึ่งสามารถสร้างฟิล์มตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต่อเนื่อง หนาแน่น และมีความหนาสม่ำเสมอ ช่วยลดรูเข็ม การรวมตัวกัน และการหย่อนคล้อยได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2. ปรับปรุงการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา

ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่า เช่น แพลทินัม อิริเดียม และรูทีเนียมมีราคาแพง

ในกระบวนการฉีดพ่นแบบดั้งเดิม สารละลายจำนวนมากจะสูญเปล่าเนื่องจากการเด้งกลับและการสเปรย์ที่มากเกินไป

การฉีดพ่นด้วยคลื่นอัลตราโซนิกแทบจะไม่มีผลกระทบต่อความเร็วสูง- ทำให้สามารถใช้วัสดุได้มากกว่า 90% ซึ่งช่วยลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมาก

3. ควบคุมความหนาของฟิล์มได้อย่างแม่นยำ

โดยการปรับ:

* ความถี่หัวฉีด

* อัตราการไหลของของเหลว

* ความเร็วในการพ่น

* ระยะห่างในการสแกน

* จำนวนสเปรย์

ความหนาของฟิล์มตั้งแต่หลายสิบนาโนเมตรไปจนถึงหลายร้อยไมโครเมตรสามารถตอบสนองความต้องการของกระบวนการที่แตกต่างกัน

4. ไม่เสี่ยงต่อการอุดตันหัวฉีด

หัวฉีดอัลตราโซนิกไม่มีโครงสร้างรูเล็ก-เหมือนกับหัวฉีดแรงดันแบบเดิม ทำให้สามารถปรับให้เข้ากับสารละลายที่มีอนุภาคนาโน อนุภาคเซรามิก และตัวเร่งปฏิกิริยาได้มากขึ้น ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการอุดตัน

5. สเปรย์เคลือบอ่อนโยนช่วยปกป้องโครงสร้างของวัสดุ

สารตัวเร่งปฏิกิริยามักประกอบด้วยอนุภาคนาโนและไอโอโนเมอร์ (เช่น Nafion)

การทำให้เป็นละอองด้วยอัลตราโซนิกเป็นวิธีการพ่นด้วยแรงเฉือนต่ำ-ซึ่งหลีกเลี่ยงการแตกหักและการรวมตัวของอนุภาคได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยคงคุณสมบัติดั้งเดิมของสารละลายไว้

---

คุณลักษณะของอุปกรณ์หัวฉีดอะตอมไมซ์อัลตราโซนิค RPS-SONIC

ระบบการพ่นละอองด้วยอัลตราโซนิก RPS- ได้รับการออกแบบมาเพื่อการพ่นวัสดุเชิงฟังก์ชันที่มีความแม่นยำสูง- และมีข้อดีดังต่อไปนี้:

• หัวฉีดอัลตราโซนิกความถี่สูง-ช่วยให้มั่นใจได้ว่าขนาดหยดจะสม่ำเสมอและมีเสถียรภาพ

• รองรับโหมดการฉีดพ่นแบบต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่อง

• เข้ากันได้กับสารละลายตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีความหนืดต่ำ-และปานกลาง-ถึง-สูง-

• ติดตั้งปั๊มฉีดหรือปั๊มรีดท่อที่มีความแม่นยำสูง-เพื่อการจ่ายของเหลวที่แม่นยำ

• สามารถบูรณาการเข้ากับแพลตฟอร์มการเคลื่อนที่อัตโนมัติของ XYZ แพลตฟอร์มแบบหมุน และหุ่นยนต์ได้

• สามารถควบคุมความกว้างของสเปรย์ อัตราการไหล และความหนาของฟิล์มได้อย่างแม่นยำ

• รองรับการใช้งานด้านการวิจัยและพัฒนาในห้องปฏิบัติการ ระดับ-นำร่อง ระดับกลาง- และสายการผลิตแบบอัตโนมัติ ด้วยประสิทธิภาพการพ่นที่เสถียรและอัตราการใช้วัสดุที่สูง อุปกรณ์ RPS-SONIC จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเซลล์เชื้อเพลิง เครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ PEM แบตเตอรี่ลิเธียม แผงเซลล์แสงอาทิตย์ เซมิคอนดักเตอร์ และการวิจัยและพัฒนาวัสดุใหม่