CN103043601B - 一种基片强适应性纳米材料均匀成膜方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基片强适应性纳米材料均匀成膜方法,包括步骤:制备纳米材料混合液或纳米材料溶液;制造载气流场;形成纳米材料雾化液滴;载气流场带动纳米材料雾化液滴竖直向上地喷射到基片表面。本发明还公开了一种基片强适应性纳米材料均匀化成膜装置,包括液体样品容器、超声雾化器、向上气流发生器、系统状态控制器。本发明能够通过制造均匀的载气流场,实现均匀的雾化液滴流,极大地提高了基片表面雾化液滴的覆盖均匀性,从而提高纳米材料的成膜均匀性,更好地实现了对成膜厚度的控制。此外,本发明所述方案对操作环境、基片类型、纳米材料的类型等因素具有很好的适应性。
Description
技术领域
本发明涉及一种材料加工制备领域和微细加工技术领域的材料制备方法,尤其涉及一种基片强适应性纳米粒子均匀化成膜方法及其装置。
背景技术
纳米材料在诸多方面有着广阔的应用前景,其中,纳米粒子和一维纳米材料的应用尤其受到学术界和企业界的重视。纳米粒子是一种尺度在几纳米到几百纳米水平的颗粒,也被称为零维纳米材料。一维纳米材料是一种具有大长径比、超大长径比的线状、管状、棒状的纳米结构功能材料,典型的一维纳米材料有氧化锌纳米棒、金纳米线、硅纳米线、碳化硅纳米线、碳纳米管等。这两种纳米材料在电子技术、生物医药、疾控诊断、特种功能结构等方面的应用中,可以极大地优化材料物性、器件性能、装备性能,从而可以形成相比传统技术有巨大竞争优势的高技术产品。
在上述方面的应用中,由于纳米粒子和一维纳米材料的宏观体通常是呈粉末状的,因此,如何在各种材质、各种表面形貌的基片上散布纳米粒子、并高精度地控制其在基片上的密度分布,成为上述两种纳米材料应用中普遍存在的瓶颈问题。
经对现有技术的文献检索发现,在公开的技术文献中,为解决该瓶颈问题,主要是将形成纳米材料混合液或纳米材料溶液,利用雾化喷涂、旋涂、印刷、L-B膜等方法将纳米材料覆盖在基片表面。
如张秀霞等人在“液晶与显示”2008年第23卷611-614页上所发表的文章“丝网印刷碳纳米管薄膜的电子发射”中,碳纳米管被分散在松油醇和乙基纤维素中形成混合浆体,然后通过丝网印刷的方法在基片上局部区域成膜,实现一定的图形化功能。然而这一技术有如下显而易见的局限性:第一,无法对很多难以形成浆体的纳米材料进行印刷操作,例如纳米粒子、高密度的纳米棒等;第二,印刷后需要后续的去溶剂处理,通常要在300摄氏度以上的高温下进行,无法对很多高温特性不好的基片、或者表面已经设置精密结构的基片实现印刷操作;第三,成膜的均匀性受制于纳米材料在浆料中的均匀分布,其厚度均匀度受制于印刷过程的工艺参数,目前还没有报道能够实现大范围均匀分布的工艺参数。
再如Cavicchi.R.E.等人在“SensorsandActuatorsB:Chemical(传感器与执行器B:化学)”2001年第77卷145-154页上发表的论文“Spin-on(一种基于枝杈结构碳纳米管的场致电离气体传感器)”中,将ZnO纳米粒子分散于甲醇中形成混合液,通过旋涂的方法涂覆于基片表面,其结果显示,纳米粒子需要在某些特定的基片,或者是经过一定处理的基片上才能实现较为均匀旋涂。该工艺根本无法在某些疏水性基片上应用。
再如DongmokWhang等人在“NanoLetters(纳米快报)”2003年第3卷第9期1255-1259页上所发表的论文“Large-ScaleHierarchicalOrganizationofNanowireArraysforIntegratedNanosystems(应用于集成纳系统的大尺度多层纳米线阵列组织)”中,硅单晶纳米线能够通过L-B膜的方法在硅基片表面实现了较为均匀的覆盖。然而这种方法的缺陷在于:第一,在很多情况下需要为了能够实现该工艺选择特定的溶剂,并要对基片进行一定的表面处理,对于某些纳米材料还必须对其进行表面处理,因此,对基片的适应性、纳米材料的兼容性提出了很多苛刻的限制条件,在很多应用中根本不适用;第二,成膜质量高度依赖对基片和液面相对运动的控制,如果需要多层膜,或者是较厚的膜,会大幅度提高成本,严重影响相关技术的成本控制;第三,对基片表面起伏很敏感,使其难以应用于需要将纳米结构覆盖于已经在基片表面设置了微细结构的器件的制备工艺中。
再如F.Zahedi等人在“ThinSolidFilms(固体薄膜)”2011年9月10日发表的论文“EffectofprecursorconcentrationonstructuralandopticalpropertiesofZnOmicrorodsbyspraypyrolysis(前驱体浓度对由喷雾干燥实现的ZnO微米棒结构和光学特性的影响)”中,将要形成纳米粒子的材料溶解于溶剂中,通过高速气流喷嘴将溶液雾化为液滴,并在载气运动的作用下将雾化液滴吹送到操作区域,基片在气流下方,雾化液滴在重力和载气流体力的共同作用下向下喷涂到基片表面,通过加热基片的方式使得液滴中的溶剂挥发,溶剂分子于是能够在基片上形成一层连续的膜,通过控制基片温度等方式促使该层膜发生皲裂,有可能形成溶质物质纳米尺度的颗粒较为均匀的分布。该技术具有如下局限性:第一,不是所有纳米粒子都能够找到一种合适的溶剂使之溶解,然后再通过低温加热的方法就可以在基片上重新形成这种物质的薄膜,例如几乎所有的金属纳米粒子,因此其应用范围很有限;第二,即便某些物质能够形成溶液,并能够在基片表面形成膜,但是不一定能够皲裂为纳米颗粒,因此其应用范围受到进一步限制;第三,由于喷雾过程是简单地使载气携带着溶剂喷射到基片上,因此到达基片表面的雾滴的尺寸势必非常不均匀,因此无论是在厚度方向上,还是在平行于表面的方向上,很难形成纳米尺度薄层结构的均匀分布。
再如KojiSasaki等人在“InternationalAnnualConferenceonLiquidAtomizationandSpraySystems(液体自动雾化系统国际年会)”2009年第11届年会上所发表的论文“NanosizedparticlesynthesisbyFlashBoilingAtomization(由自动闪沸法合成纳米尺度颗粒)”中,将纳米材料的前驱体溶液利用气动喷嘴向上喷到燃烧室中,完成化学反应和产物尺度调制两个过程。但由于需要在燃烧火焰的环境下完成工艺步骤,该方法无法在各种基片上成膜,尤其难以在已经制作了微结构的基片表面成膜。该方法还存在引入新的纳米杂质如碳纳米粒子,还需要真空设备配套,存在装置复杂、成本高昂的问题。
因此,本领域的技术人员致力于开发一种适应于多种基片的纳米材料均匀成膜方法。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是提供一种基片强适应性纳米材料均匀化成膜方法及其装置。该方法能够通过气体流场中气体分子定向运动对雾化液滴形成的流体力与液滴尺寸和重量的关系,仅将流体力大于重力的较小液滴带动到基片表面,从而能够形成到达基片表面液滴尺度的均匀分布,基片的表面状况不会对工艺效果产生影响,使其具有很强的基片适应性。
为实现上述目的,本发明提供了一种基片强适应性纳米材料均匀成膜方法,包括以下步骤:
1)制备纳米材料混合液或纳米材料溶液;
其中,纳米材料混合液是指将不溶性纳米材料均匀分散到溶剂中,形成的悬浊液或乳浊液;纳米材料溶液是指将可溶性纳米材料或尚未形成纳米结构的材料溶解于溶剂中,形成的溶液。
2)在步骤1)中所得的纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中,制造载气流场;
3)雾化步骤1)所得的纳米材料混合液或纳米材料溶液,形成纳米材料雾化液滴;
4)步骤2)所述的载气流场带动步骤3)形成的所述纳米材料雾化液滴竖直向上地喷射到基片表面。
进一步地,其中,当所述基片的所需涂覆面积大于单次喷射面积时,进一步包括以下工序:
调节所述基片的位置,随着所述基片的运动,将雾化液滴均匀喷涂到所述基片表面所需涂覆的所有区域。
或,其中,当所述基片的所需涂覆面积大于单次喷射面积时,进一步包括以下工序:
a)停止所述载气流场的气体流动;
b)调节所述基片的位置,所述基片运动到待喷雾位置后,停止运动;
c)依次进行步骤2)、步骤3)和步骤4);
d)重复工序a)、工序b)和工序c)至所述基片的所需涂覆面积被雾化液滴均匀涂覆。
或,其中,当所述基片的所需涂覆面积大于单次喷射面积时,进一步包括以下工序:
a)停止所述雾化;
b)调节所述基片的位置,所述基片运动到待喷雾位置后,停止运动;
c)依次进行步骤3)和步骤4);
d)重复工序a)、工序b)和工序c)至所述基片的所需涂覆面积被雾化液滴均匀涂覆。
或,其中,当所述基片的所需涂覆面积大于单次喷射面积时,进一步包括以下工序:
a)停止所述载气流场的气体流动和所述雾化;
b)调节所述基片的位置,所述基片运动到待喷雾位置后,停止运动;
c)依次进行步骤2)、步骤3)和步骤4);
d)重复工序a)、工序b)和工序c)至所述基片的所需涂覆面积被雾化液滴均匀涂覆。
进一步地,其中,步骤2)中所述载气流场的方向为垂直向上,所述载气流场中为连续的流动气体,或为随时间周期性波动的流动气体。
进一步地,其中,步骤3)所述的雾化为连续地形成纳米材料雾化液滴,或随时间周期性地形成纳米材料雾化液滴。
本发明还提供了一种基片强适应性纳米材料均匀化成膜装置,包括液体样品容器、超声雾化器、向上气流发生器、系统状态控制器,其中,所述超声雾化器设置在所述液体样品容器内部,将所述液体样品容器内部盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化,形成纳米材料雾化液滴;所述向上气流发生器包括导流通道、压差驱动器和雾化液滴射流喷口;所述压差驱动器与所述液体样品容器的侧部相连,或位于所述样品容器内部,或位于所述导流通道内部,或与所述导流通道顶部相连,所述压差驱动器在所述纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中,制造载气流场;所述导流通道位于所述液体样品容器上部,与所述液体样品容器的顶部相连,在所述导流通道内部,所述载气流场带动所述雾化液滴垂直向上移动至所述雾化液滴射流喷口,使所述雾化液滴竖直向上地喷射到基片表面;所述系统状态控制器与所述液体样品容器、所述超声雾化器及所述向上气流发生器均不连通,或位于所述导流通道内部,或与所述导流通道的侧部相连,通过所述系统状态控制器调节所述基片的位置,使所述基片表面被所述雾化液滴均匀涂覆。
进一步地,其中,所述的系统状态控制器包括位移系统,所述位移系统使用步进电机、伺服电机或气缸提供动力。
进一步地,其中,所述的系统状态控制器包括加热系统,所述加热系统使用正温度系数加热器或远红外加热器作为热源。
本发明提出的纳米材料成膜方法通过竖直向上的流动气体,对纳米材料混合液或者纳米材料溶液的雾化液滴产生向上的升力,根据连续介质流体力学,该升力的定义式为:
其中,ρ为气体的密度,A为气体竖直向上的流量,t为时间,R为雾化液滴的半径,μ为雾化液滴的运动速度,dA/dt表示竖直向上流量随时间的变化量,dμ/dt表示液滴的运动速度随时间的变化量。
在靠近雾化源的区域,液滴自身的运动主要由于扩散、热运动和雾化源的动能决定,因此,式中dμ/dt项与尺寸无关,可以认为,不同尺寸的雾化液滴具有相近的加速度。另外,dA/dt项取决于所施加的气体流场,气体流场相同时,dA/dt项也相同,因此,根据该式,较大的液滴受到的向上的升力较小,而较小的液滴受到的向上的升力较大,即升力与液滴尺寸成反比。此外,通过控制气体流速,可以控制雾化液滴到达基片表面所需要的时间,使尺寸较小的液滴在到达基片之前就蒸发掉。而且,较大的液滴受到的升力较小,在重力的作用下,只有较小的液滴能够被竖直向上的流动气体带动;另外,较小的液滴会在运动到基片表面之前蒸发掉,因此,只有合适尺寸的液滴能够沉积在基片表面,而这些液滴的尺寸不会太大也不会太小,其分布比较均匀。在这种情况下,所形成液膜的厚度会具有更好的均匀性。由于液滴中所含有的纳米材料的量与液滴尺寸成正比,上述过程相当于使纳米材料能够以更均匀的团簇沉积在基片表面,因此,所形成的纳米材料薄膜的厚度也更均匀。
传统方法利用载气直接将雾化液滴喷射到基片表面,没有液滴尺寸选择的机制,由于液滴雾化后在运动过程中会发生碰撞从而变成尺度更大的液滴,又会因为溶剂挥发而有液滴尺度变小的趋势,因此,雾化液滴的尺寸非常不均匀,导致所形成的纳米材料薄膜也具有不均匀的分布。因此,本发明提出利用竖直向上的气流带动纳米材料雾化液滴喷流,进行喷雾沉积,能够实现对雾化液滴喷流中液滴尺寸的筛选,具有如下优势:第一、所形成的纳米材料薄膜更加均匀;第二、所形成的纳米材料薄膜的厚度能够控制在更小的范围,同时还可以通过增加喷流时间提高沉积膜的厚度,能够在更大的范围内实现更精细的厚度控制;第三、能够适应多种纳米材料的成膜,包括各种纳米粒子和一维纳米材料;第四、对基片的材质和表面状况适应性更好。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明实施例1-10的基片强适应性纳米材料均匀成膜装置的结构示意图;
图2是本发明实施例11的基片强适应性纳米材料均匀成膜装置的结构示意图;
图3是本发明实施例12的基片强适应性纳米材料均匀成膜装置的结构示意图;
图4是本发明实施例13的基片强适应性纳米材料均匀成膜装置的结构示意图;
图5是本发明实施例14的基片强适应性纳米材料均匀成膜装置的结构示意图;
图6是本发明实施例15的基片强适应性纳米材料均匀成膜装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图1所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、侧部设有第二开口、内部空心的圆柱体,为PVC材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31为竖直向上的圆锥状回转体,其外层为圆柱形、内层为圆锥形,圆锥的圆形底面朝下,圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,且导流通道31位于液体样品容器1上部,与液体样品容器1顶部的第一开口相连,且导流通道31顶部设有第三开口,导流通道31用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,下部与导流通道31顶部的第三开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。压差驱动器32包括高纯液态氮气321、减压阀322、质量流量控制器323和管路324,减压阀322与质量流量控制器323相连,质量流量控制器323与管路324相连,管路324与液体样品容器1侧部的第二开口相连,高纯液态氮气321依次经过减压阀322、质量流量控制器323和管路324,进入液体样品容器1内部。
系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统,位移系统使用步进电机提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,基片5置于雾化液滴射流喷口33上方13cm处,基片5为硅基片,其表面具有直径30μm的凹槽结构,凹槽间距为40μm,深度为18μm。
其中,导流通道31和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向平行。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将金纳米材料与氯仿混合均匀,形成金纳米材料混合液,即金纳米材料乳浊液,并放置于液体样品容器1中,加入金纳米材料混合液量为其液面位于管路324下方1mm处;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
其中,载气流场的驱动力由高纯液态氮气321经过减压阀322的减压处理提供,质量流量控制器323将气体流速控制在3m/s,且为连续的;
c、利用超声雾化器2将金纳米材料混合液雾化,形成金纳米材料雾化液滴;
其中,超声雾化是连续不断地进行的。
d、载气流场带动金纳米材料雾化液滴竖直向上地喷射到硅基片5表面;
其中,硅基片5上所需覆盖纳米材料的面积为25cm2,单次喷射的面积3cm2;
e、通过系统状态控制器4调节基片5的位置,随着硅基片5的相对运动,将雾化液滴喷涂到硅基片5表面所需覆盖金纳米粒子的所有区域。
实施例2:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图1所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、侧部设有第二开口、内部空心的圆柱体,为石英材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31为竖直向上的圆锥状回转体,其外层为圆柱形、内层为圆锥形,圆锥的圆形底面朝下,圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,且导流通道31位于液体样品容器1上部,与液体样品容器1顶部的第一开口相连,且导流通道31顶部设有第三开口,导流通道31用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,下部与导流通道31顶部的第三开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。压差驱动器32包括高纯液态氮气321、减压阀322、质量流量控制器323和管路324,减压阀322与质量流量控制器323相连,质量流量控制器323与管路324相连,管路324与液体样品容器1侧部的第二开口相连,高纯液态氮气321依次经过减压阀322、质量流量控制器323和管路324,进入液体样品容器1内部。
系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统,位移系统使用伺服电机提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,基片5置于雾化液滴射流喷口33上方15cm处,基片5为玻璃基片,其表面电镀有边长300μm的正方形Ni块,Ni块间距为40μm,高度为3μm。
其中,导流通道31和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向平行。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将氧化锌纳米颗粒与甲醇混合均匀,形成氧化锌纳米颗粒混合液,并放置于液体样品容器1中,加入混合液量为其液面位于管路324下方30mm处;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
其中,载气流场的驱动力由高纯液态氮气321经过减压阀322的减压处理提供,质量流量控制器323将气体流速控制在2m/s,且为连续的;
c、利用超声雾化器2将氧化锌纳米颗粒混合液雾化,形成氧化锌纳米颗粒的雾化液滴;
其中,超声雾化是连续不断地进行的。
d、载气流场带动氧化锌纳米颗粒雾化液滴竖直向上地喷射到玻璃基片5表面;
其中,玻璃基片5上所需覆盖纳米材料的面积为30cm2,单次喷射的面积2cm2;
e、通过系统状态控制器4调节基片5的位置,随着玻璃基片5的相对运动,将雾化液滴喷涂到玻璃基片5表面。
实施例3:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图1所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、侧部设有第二开口、内部空心的圆柱体,为不锈钢材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31为竖直向上的圆锥状回转体,其外层为圆柱形、内层为圆锥形,圆锥的圆形底面朝下,圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,且导流通道31位于液体样品容器1上部,与液体样品容器1顶部的第一开口相连,且导流通道31顶部设有第三开口,导流通道31用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,下部与导流通道31顶部的第三开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。压差驱动器32包括高纯液态氮气321、减压阀322、质量流量控制器323和管路324,减压阀322与质量流量控制器323相连,质量流量控制器323与管路324相连,管路324与液体样品容器1侧部的第二开口相连,高纯液态氮气321依次经过减压阀322、质量流量控制器323和管路324,进入液体样品容器1内部。
系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统,位移系统使用与空气压缩机相连的气缸提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,基片5置于雾化液滴射流喷口33上方10cm处,基片5为硅基片,其表面具有直径80μm的圆台结构,圆台间距为40μm,高度为18μm。
其中,导流通道31和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向平行。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将硫酸铜与去离子水混合均匀,形成硫酸铜溶液,并放置于液体样品容器1中,加入金纳米材料混合液量为其液面位于管路324下方18mm处;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
其中,载气流场的驱动力由高纯液态氮气321经过减压阀322的减压处理提供,质量流量控制器323将气体流速控制在0.8m/s,且为连续的;
c、利用超声雾化器2将硫酸铜溶液雾化,形成雾化液滴;
其中,超声雾化是连续不断地进行的。
d、载气流场带动硫酸铜雾化液滴竖直向上地喷射到硅基片5表面;
其中,硅基片5上所需覆盖纳米材料的面积为15cm2,单次喷射的面积1cm2;
e、通过系统状态控制器4调节基片5的位置,随着硅基片5的相对运动,将雾化液滴喷涂到硅基片5表面所需覆盖硫酸铜粒子的所有区域。
实施例4:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图1所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、侧部设有第二开口、内部空心的圆柱体,为PVC材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31为竖直向上的圆锥状回转体,其外层为圆柱形、内层为圆锥形,圆锥的圆形底面朝下,圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,且导流通道31位于液体样品容器1上部,与液体样品容器1顶部的第一开口相连,且导流通道31顶部设有第三开口,导流通道31用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,下部与导流通道31顶部的第三开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。压差驱动器32包括高纯液态氮气321、减压阀322、质量流量控制器323和管路324,减压阀322与质量流量控制器323相连,质量流量控制器323与管路324相连,管路324与液体样品容器1侧部的第二开口相连,高纯液态氮气321依次经过减压阀322、质量流量控制器323和管路324,进入液体样品容器1内部。
系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统和加热系统,位移系统使用步进电机提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置。加热系统使用正温度系数加热器作为热源,热源与基片5直接接触,在空气条件下,将基片5表面加热到55℃。基片5置于雾化液滴射流喷口33上方13cm处,基片5为硅基片,其表面沉积一层20nm厚的二氧化硅层。
其中,导流通道31和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向平行。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将二氧化钛纳米材料与乙醇混合均匀,形成二氧化钛纳米材料混合液,并放置于液体样品容器1中,加入混合液量为其液面位于管路324下方1mm处;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
其中,载气流场的驱动力由高纯液态氮气321经过减压阀322的减压处理提供,质量流量控制器323将气体流速控制在3m/s,且为连续的;
c、利用超声雾化器2将二氧化钛纳米材料混合液雾化,形成二氧化钛纳米材料雾化液滴;
其中,超声雾化是连续不断地进行的。
d、载气流场带动二氧化钛纳米材料雾化液滴竖直向上地喷射到硅基片5表面;
其中,硅基片5上所需覆盖纳米材料的面积为45cm2,单次喷射的面积3cm2;
e、通过系统状态控制器4调节基片5的位置,随着硅基片5的相对运动,将雾化液滴喷涂到硅基片5表面。
实施例5:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图1所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、侧部设有第二开口、内部空心的圆柱体,为PVC材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31为竖直向上的圆锥状回转体,其外层为圆柱形、内层为圆锥形,圆锥的圆形底面朝下,圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,且导流通道31位于液体样品容器1上部,与液体样品容器1顶部的第一开口相连,且导流通道31顶部设有第三开口,导流通道31用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,下部与导流通道31顶部的第三开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。压差驱动器32包括高纯液态氮气321、减压阀322、质量流量控制器323和管路324,减压阀322与质量流量控制器323相连,质量流量控制器323与管路324相连,管路324与液体样品容器1侧部的第二开口相连,高纯液态氮气321依次经过减压阀322、质量流量控制器323和管路324,进入液体样品容器1内部。
系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统和加热系统,位移系统使用步进电机提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置。加热系统使用输入功率为800W的远红外加热器作为热源,将基片5加热至75℃,基片5和热源间的距离设置为10cm。基片5置于雾化液滴射流喷口33上方10cm处,基片5为石英基片,其表面具有直径200μm的圆形通孔,圆孔间距为100μm。
其中,导流通道31和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向平行。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将二氧化硅纳米材料与乙醇混合均匀,形成二氧化硅纳米材料混合液,并放置于液体样品容器1中,加入混合液量为其液面位于管路324下方100mm处;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
其中,载气流场的驱动力由高纯液态氮气321经过减压阀322的减压处理提供,质量流量控制器323将气体流速控制在17m/s,且为连续的;
c、利用超声雾化器2将二氧化硅纳米材料混合液雾化,形成二氧化硅纳米材料雾化液滴;
其中,超声雾化是连续不断地进行的。
d、载气流场带动二氧化硅纳米材料雾化液滴竖直向上地喷射到石英基片5表面;
其中,石英基片5上所需覆盖纳米材料的面积为60cm2,单次喷射的面积5cm2;
e、通过系统状态控制器4调节基片5的位置,随着石英基片5的相对运动,将雾化液滴喷涂到石英基片5表面所需覆盖二氧化硅纳米粒子的所有区域。
实施例6:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图1所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、侧部设有第二开口、内部空心的圆柱体,为PVC材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31为竖直向上的圆锥状回转体,其外层为圆柱形、内层为圆锥形,圆锥的圆形底面朝下,圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,且导流通道31位于液体样品容器1上部,与液体样品容器1顶部的第一开口相连,且导流通道31顶部设有第三开口,导流通道31用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,下部与导流通道31顶部的第三开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。压差驱动器32包括高纯液态氮气321、减压阀322、质量流量控制器323和管路324,减压阀322与质量流量控制器323相连,质量流量控制器323与管路324相连,管路324与液体样品容器1侧部的第二开口相连,高纯液态氮气321依次经过减压阀322、质量流量控制器323和管路324,进入液体样品容器1内部。
系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统,位移系统使用步进电机提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,基片5置于雾化液滴射流喷口33上方13cm处,基片5为硅基片,其表面做有厚度30μm,边长500μm的正方形金电极。
其中,导流通道31和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向平行。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将四氧化三铁磁性纳米粒子与氯仿混合均匀,形成四氧化三铁纳米粒子混合液,并放置于液体样品容器1中,加入混合液量为其液面位于管路324下方2mm处;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
其中,载气流场的驱动力由高纯液态氮气321经过减压阀322的减压处理提供,质量流量控制器323将气体流速控制在3m/s和10m/s之间,以10s为周期,以锯齿波的形式不断变化。
c、利用超声雾化器2将四氧化三铁纳米混合液雾化,形成雾化液滴;
其中,超声雾化是连续不断地进行的。
d、载气流场带动雾化液滴竖直向上地喷射到硅基片5表面;
其中,硅基片5上所需覆盖纳米材料的面积为30cm2,单次喷射的面积2cm2;
e、通过系统状态控制器4调节基片5的位置,随着硅基片5的相对运动,将雾化液滴喷涂到硅基片5表面所需覆盖四氧化三铁磁性纳米粒子的所有区域。
实施例7:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图1所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、侧部设有第二开口、内部空心的圆柱体,为PVC材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31为竖直向上的圆锥状回转体,其外层为圆柱形、内层为圆锥形,圆锥的圆形底面朝下,圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,且导流通道31位于液体样品容器1上部,与液体样品容器1顶部的第一开口相连,且导流通道31顶部设有第三开口,导流通道31用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,下部与导流通道31顶部的第三开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。压差驱动器32包括高纯液态氮气321、减压阀322、质量流量控制器323和管路324,减压阀322与质量流量控制器323相连,质量流量控制器323与管路324相连,管路324与液体样品容器1侧部的第二开口相连,高纯液态氮气321依次经过减压阀322、质量流量控制器323和管路324,进入液体样品容器1内部。
系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统,位移系统使用步进电机提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,基片5置于雾化液滴射流喷口33上方13cm处,基片5为硅基片,其表面有通过水热法生长的直径100nm氧化锌纳米棒结构。
其中,导流通道31和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向平行。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将金纳米材料与氯仿混合均匀,形成金纳米材料混合液,即金纳米材料乳浊液,并放置于液体样品容器1中,加入金纳米材料混合液量为其液面位于管路324下方1mm处;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
其中,载气流场的驱动力由高纯液态氮气321经过减压阀322的减压处理提供,质量流量控制器323将气体流速控制在3m/s,且为连续的;
c、利用超声雾化器2将金纳米材料混合液雾化,形成金纳米材料雾化液滴;
其中,超声雾化通过可编程逻辑控制器进行时序控制,每隔2s间歇雾化持续5s。
d、载气流场带动金纳米材料雾化液滴竖直向上地喷射到硅基片5表面;
其中,硅基片5上所需覆盖纳米材料的面积为45cm2,单次喷射的面积3cm2;
e、通过系统状态控制器4调节基片5的位置,随着硅基片5的相对运动,将雾化液滴喷涂到硅基片5表面所需覆盖金纳米粒子的所有区域。
实施例8:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图1所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、侧部设有第二开口、内部空心的圆柱体,为PVC材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31为竖直向上的圆锥状回转体,其外层为圆柱形、内层为圆锥形,圆锥的圆形底面朝下,圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,且导流通道31位于液体样品容器1上部,与液体样品容器1顶部的第一开口相连,且导流通道31顶部设有第三开口,导流通道31用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,下部与导流通道31顶部的第三开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。压差驱动器32包括高纯液态氮气321、减压阀322、质量流量控制器323和管路324,减压阀322与质量流量控制器323相连,质量流量控制器323与管路324相连,管路324与液体样品容器1侧部的第二开口相连,高纯液态氮气321依次经过减压阀322、质量流量控制器323和管路324,进入液体样品容器1内部。
系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统,位移系统使用步进电机提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,基片5置于雾化液滴射流喷口33上方10cm处,基片5为铜基片。
其中,导流通道31和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向平行。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将氧化锌纳米材料与甲醇混合均匀,形成氧化锌纳米材料混合液,并放置于液体样品容器1中,液量为其液面位于管路324下方2mm处;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
其中,载气流场的驱动力由高纯液态氮气321经过减压阀322的减压处理提供,质量流量控制器323将气体流速控制在4m/s,且为连续的;
c、利用超声雾化器2将氧化锌纳米材料混合液雾化,形成氧化锌纳米材料雾化液滴;
其中,超声雾化是连续不断地进行的。
d、载气流场带动氧化锌纳米材料雾化液滴竖直向上地喷射到铜基片5表面;
其中,铜基片5上所需覆盖纳米材料的面积为75cm2,单次喷射的面积3.5cm2;
e、喷涂到铜基片5表面所需覆盖氧化锌纳米粒子的所有区域,包括以下步骤:e1、停止气体流动;e2、通过系统状态控制器4调节铜基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,在运动到待喷雾位置时后停止运动;e3、依次进行步骤b、步骤c和步骤d;e4、不断重复步骤e1、步骤e2和步骤e3,直至将氧化锌纳米材料雾化液滴喷涂到铜基片5表面所需覆盖氧化锌纳米材料的所有区域。
实施例9:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图1所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、侧部设有第二开口、内部空心的圆柱体,为PVC材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31为竖直向上的圆锥状回转体,其外层为圆柱形、内层为圆锥形,圆锥的圆形底面朝下,圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,且导流通道31位于液体样品容器1上部,与液体样品容器1顶部的第一开口相连,且导流通道31顶部设有第三开口,导流通道31用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,下部与导流通道31顶部的第三开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。压差驱动器32包括高纯液态氮气321、减压阀322、质量流量控制器323和管路324,减压阀322与质量流量控制器323相连,质量流量控制器323与管路324相连,管路324与液体样品容器1侧部的第二开口相连,高纯液态氮气321依次经过减压阀322、质量流量控制器323和管路324,进入液体样品容器1内部。
系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统,位移系统使用步进电机提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,基片5置于雾化液滴射流喷口33上方1cm处,基片5为硅基片,其表面通过ICP刻蚀形成高100μm,直径15μm的圆柱状结构阵列。
其中,导流通道31和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向平行。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将银纳米材料与氯仿混合均匀,形成银纳米材料混合液,即银纳米材料乳浊液,并放置于液体样品容器1中,加入银纳米材料混合液量为其液面位于管路324下方1mm处;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
其中,载气流场的驱动力由高纯液态氮气321经过减压阀322的减压处理提供,质量流量控制器323将气体流速控制在3m/s,且为连续的;
c、利用超声雾化器2将银纳米材料混合液雾化,形成银纳米材料雾化液滴;
其中,超声雾化是连续不断地进行的。
d、载气流场带动银纳米材料雾化液滴竖直向上地喷射到硅基片5表面;
其中,硅基片5上所需覆盖纳米材料的面积为45cm2,单次喷射的面积3cm2;
e、喷涂到硅基片5表面所需覆盖银纳米粒子的所有区域,包括以下步骤:e1、停止雾化;e2、通过系统状态控制器4调节硅基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,在运动到待喷雾位置时后停止运动;e3、依次进行步骤c和步骤d;e4、不断重复步骤e1、步骤e2和步骤e3,直至将银纳米材料雾化液滴喷涂到硅基片5表面所需覆盖纳米材料的所有区域。
实施例10:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图1所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、侧部设有第二开口、内部空心的圆柱体,为PVC材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31为竖直向上的圆锥状回转体,其外层为圆柱形、内层为圆锥形,圆锥的圆形底面朝下,圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,且导流通道31位于液体样品容器1上部,与液体样品容器1顶部的第一开口相连,且导流通道31顶部设有第三开口,导流通道31用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,下部与导流通道31顶部的第三开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。压差驱动器32包括高纯液态氮气321、减压阀322、质量流量控制器323和管路324,减压阀322与质量流量控制器323相连,质量流量控制器323与管路324相连,管路324与液体样品容器1侧部的第二开口相连,高纯液态氮气321依次经过减压阀322、质量流量控制器323和管路324,进入液体样品容器1内部。
系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统,位移系统使用步进电机提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,基片5置于雾化液滴射流喷口33上方13cm处,基片5为石英基片,其表面具有直径30μm的SU-8胶圆柱结构阵列,圆柱间距为40μm,高度为100μm。
其中,导流通道31和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向平行。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将碳纳米管与乙醇混合均匀,形成碳纳米管材料混合液,并放置于液体样品容器1中,加入混合液量为其液面位于管路324下方2mm处;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
其中,载气流场的驱动力由高纯液态氮气321经过减压阀322的减压处理提供,质量流量控制器323将气体流速控制在3m/s,且为连续的;
c、利用超声雾化器2将碳纳米管材料混合液雾化,形成碳纳米管材料雾化液滴;
其中,超声雾化是连续不断地进行的。
d、载气流场带动碳纳米管材料雾化液滴竖直向上地喷射到石英基片5表面;
其中,石英基片5上所需覆盖纳米材料的面积为60cm2,单次喷射的面积2cm2;
e、喷涂到石英基片5表面所需覆盖碳纳米管的所有区域,包括以下步骤:e1、停止气体流动和雾化;e2、通过系统状态控制器4调节硅基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,在运动到待喷雾位置时后停止运动;e3、依次进行步骤b、步骤c和步骤d;e4、不断重复步骤e1、步骤e2和步骤e3,直至将碳纳米管材料雾化液滴喷涂到石英基片5表面所需覆盖纳米材料的所有区域。
实施例11:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图2所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、内部空心的圆柱体,为PVC材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31为竖直向上的圆锥状回转体,其外层为圆柱形、内层为圆锥形,圆锥的圆形底面朝下,圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,且导流通道31位于液体样品容器1上部,与液体样品容器1顶部的第一开口相连,且导流通道31顶部设有第二开口,导流通道31用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,下部与导流通道31顶部的第二开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。压差驱动器32为一个防潮风扇,为常规的市售产品,其直径为7cm,转速恒定在2800rpm,压差驱动器32置于液体样品容器1内部,位于超声雾化器2上部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以上。
系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统,位移系统使用步进电机提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,基片5置于雾化液滴射流喷口33上方13cm处,基片5为石墨片。
其中,导流通道31和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向平行。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将金纳米材料与氯仿混合均匀,形成金纳米材料混合液,即金纳米材料乳浊液,并放置于液体样品容器1中;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
c、利用超声雾化器2将金纳米材料混合液雾化,形成金纳米材料雾化液滴;
其中,超声雾化是连续不断地进行的。
d、载气流场带动金纳米材料雾化液滴竖直向上地喷射到石墨基片5表面;
其中,石墨基片5上所需覆盖纳米材料的面积为25cm2,单次喷射的面积3cm2;
e、通过系统状态控制器4调节基片5的位置,随着石墨基片5的相对运动,将雾化液滴喷涂到石墨基片5表面所需覆盖金纳米粒子的所有区域。
实施例12:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图3所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、侧部设有第二开口、内部空心的圆柱体,为PVC材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处,导流通道31包括第一导流通道311和第二导流通道312,其中,第一导流通道311为顶部密封、底部设有第三开口、侧部设有第四开口、内部空心的圆柱体,其圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,第一导流通道311位于液体样品容器1上部,其下部的第三开口与液体样品容器1顶部的第一开口相连;第二导流通道312为水平设置的空心圆柱管体,其材质为透明PVC,直径为10cm,并设有第五开口,第二导流通道312与第一导流通道311侧部的第四开口相连。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,与第二导流通道312上的第五开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。压差驱动器32包括高纯液态氮气321、减压阀322、质量流量控制器323和管路324,减压阀322与质量流量控制器323相连,质量流量控制器323与管路324相连,管路324与液体样品容器1侧部的第二开口相连,高纯液态氮气321依次经过减压阀322、质量流量控制器323和管路324,进入液体样品容器1内部。
系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统,位移系统使用步进电机提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,基片5置于雾化液滴射流喷口33上方13cm处,基片5为硅基片,其表面具有厚度10μm的正光刻胶层。
其中,第二导流通道312和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向垂直。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将氧化锌纳米材料与氯仿混合均匀,形成氧化锌纳米材料混合液,并放置于液体样品容器1中,加入混合液量为其液面位于管路324下方1mm处;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
其中,载气流场的驱动力由高纯液态氮气321经过减压阀322的减压处理提供,质量流量控制器323将气体流速控制在3m/s,且为连续的;
c、利用超声雾化器2将氧化锌纳米材料混合液雾化,形成雾化液滴;
其中,超声雾化是连续不断地进行的。
d、载气流场带动氧化锌纳米材料雾化液滴竖直向上地喷射到硅基片5表面;
其中,硅基片5上所需覆盖纳米材料的面积为50cm2,单次喷射的面积2.5cm2;
e、通过系统状态控制器4调节基片5的位置,随着硅基片5的相对运动,将雾化液滴喷涂到硅基片5表面正光刻胶层所需覆盖氧化锌纳米粒子的所有区域。
实施例13:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图4所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、内部空心的圆柱体,为PVC材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处,导流通道31包括第一导流通道311和第二导流通道312,其中,第一导流通道311为顶部密封、底部设有第二开口、侧部设有第三开口、内部空心的圆柱体,其圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,第一导流通道311位于液体样品容器1上部,其下部的第二开口与液体样品容器1顶部的第一开口相连;第二导流通道312为水平设置的空心圆柱管体,其材质为透明PVC,直径为10cm,并设有第四开口,第二导流通道312与第一导流通道311侧部的第三开口相连。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,与第二导流通道312上的第四开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。压差驱动器32为一个防潮风扇,为常规的市售产品,其直径为7cm,转速恒定在6000rpm,压差驱动器32置于第二导流通道312内部。
系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统,位移系统使用步进电机提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,基片5置于雾化液滴射流喷口33上方12cm处,基片5为硅基片。
其中,第二导流通道312和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向垂直。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将氧化锡纳米棒材料与甲醇混合均匀,形成氧化锡纳米棒材料混合液,并放置于液体样品容器1中;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
c、利用超声雾化器2将氧化锡纳米棒材料混合液雾化,形成氧化锡纳米棒材料雾化液滴;
其中,超声雾化是连续不断地进行的。
d、载气流场带动雾化液滴竖直向上地喷射到硅基片5表面;
其中,硅基片5上所需覆盖纳米材料的面积为25cm2,单次喷射的面积3cm2;
e、通过系统状态控制器4调节基片5的位置,随着硅基片5的相对运动,将雾化液滴喷涂到硅基片5表面所需覆盖氧化锡纳米棒的所有区域。
实施例14:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图5所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、侧部设有第二开口和第三开口、内部空心的圆柱体,为PVC材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31包括第一导流通道311和第二导流通道312,第一导流通道311为顶部具有第四开口、底部具有第五开口的空心圆柱体,且圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同;第二导流通道312为竖直向上的圆锥状回转体,其外层为圆柱形、内层为圆锥形,圆锥的圆形底面朝下,圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,第二导流通道312位于液体样品容器1上部、位于第一导流通道311下部,与液体样品容器1顶部的第一开口以及第一导流通道311底部的第五开口相连,且第二导流通道312顶部设有第六开口,第二导流通道312用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处。压差驱动器32为一个真空泵系统,通过抽气管路3221连接第一导流通道311顶部的第四开口,制造导流通道31和液体样品容器1中的负压环境,液体样品容器1之外的气体通过载气喷流口3222在负压下形成雾化液滴的载气气流,载气喷流口3222位于液体样品容器1侧部的第二开口和第三开口。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,位于第一导流通道311内部,下部与第二导流通道312顶部的第六开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。
系统状态控制器4与基片5相连位于第一导流通道311内部,系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统,位移系统使用步进电机提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,基片5置于雾化液滴射流喷口33上方3cm处,基片5为聚酰亚胺基片。
其中,导流通道31和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向平行。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将氧化锌纳米材料与甲醇混合均匀,形成氧化锌纳米材料混合液,即氧化锌纳米材料乳浊液,并放置于液体样品容器1中;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
c、利用超声雾化器2将氧化锌纳米材料混合液雾化,形成氧化锌纳米材料雾化液滴;
其中,超声雾化是连续不断地进行的。
d、载气流场带动氧化锌纳米材料雾化液滴竖直向上地喷射到聚酰亚胺基片5表面;
其中,聚酰亚胺基片5上所需覆盖纳米材料的面积为25cm2,单次喷射的面积3cm2;
e、喷涂到聚酰亚胺基片5表面所需覆盖氧化锌纳米粒子的所有区域,包括以下步骤:e1、停止气体流动;e2、通过系统状态控制器4调节聚酰亚胺基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,在运动到待喷雾位置时后停止运动;e3、依次进行步骤b、步骤c和步骤d;e4、不断重复步骤e1、步骤e2和步骤e3,直至将氧化锌纳米材料雾化液滴喷涂到聚酰亚胺基片5表面所需覆盖纳米材料的所有区域。
实施例15:
基片强适应性纳米材料均匀成膜装置:
如图6所示,一种基片强适应性纳米材料均匀成膜装置包括:液体样品容器1,超声雾化器2,向上气流发生器3,系统状态控制器4。
其中,液体样品容器1为底部密封、顶部设有第一开口、侧部设有第二开口和第三开口、内部空心的圆柱体,为PVC材质,用于盛放纳米材料混合液或纳米材料溶液。
超声雾化器2为常规的市售产品,其功率为300W,振荡频率为2.4GHz,且具有10个喷头,超声雾化器2设置在液体样品容器1内部,处于纳米材料混合液或纳米材料溶液的液面以下,超声雾化器2包括超声雾化片,超声雾化片与纳米材料混合液或纳米材料溶液液面的距离为5mm,超声雾化器2用于将液体样品容器1中盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化形成纳米材料雾化液滴。
向上气流发生器3用于在纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中制造载气流场,其包括导流通道31、压差驱动器32和雾化液滴射流喷口33。导流通道31包括第一导流通道311和第二导流通道312,第一导流通道311为竖直向上的圆锥状回转体,其外层为圆柱形、内层为圆锥形,圆锥的圆形底面朝下,圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,且其顶部设有第四开口、侧部设有第五开口、底部设有第六开口;第二导流通道312为竖直向上的圆锥状回转体,其外层为圆柱形、内层为圆锥形,圆锥的圆形底面朝下,圆形底面的直径与液体样品容器1的圆形底面直径相同,第二导流通道312位于液体样品容器1上部、位于第一导流通道311下部,与液体样品容器1顶部的第一开口以及第一导流通道311底部的第六开口相连,且第二导流通道312顶部设有第七开口,第二导流通道312用于将纳米材料雾化液滴输送至雾化液滴射流喷口33处。压差驱动器32为一个真空泵系统,通过抽气管路3221连接第一导流通道311顶部的第四开口,制造导流通道31和液体样品容器1中的负压环境,液体样品容器1之外的气体通过载气喷流口3222在负压下形成雾化液滴的载气气流,载气喷流口3222位于液体样品容器1侧部的第二开口和第三开口。雾化液滴射流喷口33为空心圆柱管体,位于第一导流通道311内部,下部与第二导流通道312顶部的第七开口相连,雾化液滴射流喷口33用于将纳米材料雾化液滴喷涂到基片表面。
系统状态控制器4通过第五开口与第一导流通道311相连,且部分设置在一级导流通道311内部。系统状态控制器4与基片5相连,系统状态控制器4包括位移系统,位移系统使用步进电机提供动力,其运动方向包括竖直和垂直于竖直方向的两个水平方向,运动构件由导轨滑块装置组成,位移系统用于调节基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,基片5位于第一导流通道311内部,置于雾化液滴射流喷口33上方3cm处,基片5为聚酰亚胺基片。
其中,导流通道31和雾化液滴射流喷口33中的气体流动方向平行。
基片强适应性纳米材料均匀成膜方法:
a、将氧化锌纳米材料与甲醇混合均匀,形成氧化锌纳米材料混合液,即氧化锌纳米材料乳浊液,并放置于液体样品容器1中;
b、利用向上气流发生器3在空气中制造载气流场,载气流场中气体流动的方向与重力方向相反、竖直向上;
c、利用超声雾化器2将氧化锌纳米材料混合液雾化,形成氧化锌纳米材料雾化液滴;
其中,超声雾化是连续不断地进行的。
d、载气流场带动氧化锌纳米材料雾化液滴竖直向上地喷射到聚酰亚胺基片5表面;
其中,聚酰亚胺基片5上所需覆盖纳米材料的面积为25cm2,单次喷射的面积3cm2;
e、喷涂到聚酰亚胺基片5表面所需覆盖氧化锌纳米粒子的所有区域,包括以下步骤:e1、停止气体流动;e2、通过系统状态控制器4调节聚酰亚胺基片5与雾化液滴射流喷口33的相对位置,在运动到待喷雾位置时后停止运动;e3、依次进行步骤b、步骤c和步骤d;e4、不断重复步骤e1、步骤e2和步骤e3,直至将氧化锌纳米材料雾化液滴喷涂到聚酰亚胺基片5表面所需覆盖纳米材料的所有区域。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基片强适应性纳米材料均匀成膜方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)制备纳米材料混合液或纳米材料溶液;
2)在步骤1)中所得的纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中,利用向上气流发生器制造载气流场;
3)雾化步骤1)所得的纳米材料混合液或纳米材料溶液,利用超声雾化器形成纳米材料雾化液滴;
4)步骤2)所述的载气流场带动步骤3)形成的所述纳米材料雾化液滴竖直向上地喷射到基片表面;
所述步骤2)的制造载气流场和所述步骤3)的形成雾化液滴是两个独立的过程,所述步骤2)和所述步骤3)的过程参数可以分别控制。
2.如权利要求1所述的方法,其中,当所述基片的所需涂覆面积大于单次喷射面积时,进一步包括以下工序:
调节所述基片的位置,随着所述基片的运动,将雾化液滴均匀喷涂到所述基片表面所需涂覆的所有区域。
3.如权利要求1所述的方法,其中,当所述基片的所需涂覆面积大于单次喷射面积时,进一步包括以下工序:
a)停止所述载气流场的气体流动;
b)调节所述基片的位置,所述基片运动到待喷雾位置后,停止运动;
c)依次进行步骤2)、步骤3)和步骤4);
d)重复工序a)、工序b)和工序c)至所述基片的所需涂覆面积被雾化液滴均匀涂覆。
4.如权利要求1所述的方法,其中,当所述基片的所需涂覆面积大于单次喷射面积时,进一步包括以下工序:
a)停止所述雾化;
b)调节所述基片的位置,所述基片运动到待喷雾位置后,停止运动;
c)依次进行步骤3)和步骤4);
d)重复工序a)、工序b)和工序c)至所述基片的所需涂覆面积被雾化液滴均匀涂覆。
5.如权利要求1所述的方法,其中,当所述基片的所需涂覆面积大于单次喷射面积时,进一步包括以下工序:
a)停止所述载气流场的气体流动和所述雾化;
b)调节所述基片的位置,所述基片运动到待喷雾位置后,停止运动;
c)依次进行步骤2)、步骤3)和步骤4);
d)重复工序a)、工序b)和工序c)至所述基片的所需涂覆面积被雾化液滴均匀涂覆。
6.如权利要求1所述的方法,其中,步骤2)中所述载气流场的方向为垂直向上,所述载气流场中为连续的流动气体,或为随时间周期性波动的流动气体。
7.如权利要求1所述的方法,其中,步骤3)所述的雾化为连续地形成纳米材料雾化液滴,或随时间周期性地形成纳米材料雾化液滴。
8.一种基片强适应性纳米材料均匀化成膜装置,其特征在于,包括液体样品容器、超声雾化器、向上气流发生器、系统状态控制器,其中,所述超声雾化器设置在所述液体样品容器内部,将所述液体样品容器内部盛放的纳米材料混合液或纳米材料溶液雾化,形成纳米材料雾化液滴;所述向上气流发生器包括导流通道、压差驱动器和雾化液滴射流喷口;所述压差驱动器与所述液体样品容器的侧部相连,或位于所述样品容器内部,或位于所述导流通道内部,或与所述导流通道顶部相连,所述压差驱动器在所述纳米材料混合液或纳米材料溶液上方的气体中,制造载气流场;所述导流通道位于所述液体样品容器上部,与所述液体样品容器的顶部相连,在所述导流通道内部,所述载气流场带动所述雾化液滴垂直向上移动至所述雾化液滴射流喷口,使所述雾化液滴竖直向上地喷射到基片表面;所述系统状态控制器与所述液体样品容器、所述超声雾化器及所述向上气流发生器均不连通,或位于所述导流通道内部,或与所述导流通道的侧部相连,通过所述系统状态控制器调节所述基片的位置,使所述基片表面被所述雾化液滴均匀涂覆。
9.如权利要求8所述的装置,其中,所述的系统状态控制器包括位移系统,所述位移系统使用步进电机、伺服电机或气缸提供动力。
10.如权利要求9所述的装置,其中,所述的系统状态控制器包括加热系统,所述加热系统使用正温度系数加热器或远红外加热器作为热源。
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