CN105008034A - 空化装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

在一个实施例中提供一种制造方法，包括：将具有第一粘度的原材料暴露在第一压力和第一温度下使得该原材料在暴露后具有第二粘度，其中所述原材料包括包含着至少一种导电材料的微粒，并且其中所述第二粘度对于原材料适用于水动空化处理来说足够低；并且使得具有第二粘度的原材料接受水动空化处理从而制造出具有第三粘度的产品材料。还提供了用于该方法的装置以及根据该方法制造的示例性合成物。

Description

空化装置及其使用方法
相关申请与交叉引用
本申请要求提交于2012年12月27日的美国临时申请No.61/848,176、提交于2012年12月27日的美国临时申请No.61/848,177、提交于2012年12月27日的美国临时申请No.61/848,178以及提交于2013年6月13日的美国临时申请No.61/956,597的优先权，其中的每一个通过引用全文并入于此。
背景技术
诸如三辊研磨、搅拌球磨以及玻珠研磨的业内标准工艺通常用于制备分散的微粒，然而这些技术都具有若干缺陷，包括产品中微粒不佳的分散度以及微粒团聚。能够对例如液体的非常低粘度材料进行空化的乳化装置已经被用来取代掩膜技术。然而，这些空化系统仅仅适用于处理非常低粘度的液体，系统的能力受限于这些材料是否可以流进机器中。这些现有的系统不能胜任处理任何中间粘度或高粘度的材料，由于这些类型的材料不能够流进入现有的空化系统中。例如，在现有的空化系统中，甚至酸奶都不能进入空化机器中。
发明内容
鉴于前述，发明人认识到并且理解能够将原材料转换成精细地分散并且不团聚的微粒的系统以及能够实现这种转换的方法的优势。
相应地，在一个实施例中提供了一种用于制造的方法，所述方法包括：将具有第一粘度的原材料暴露在第一压力和第一温度下使得该原材料在暴露后具有第二粘度；其中所述原材料包括包含着至少一种导电材料的微粒，并且其中所述第二粘度对于原材料适用于水动空化处理来说足够低；并且使得具有第二粘度的原材料接受水动空化处理从而制造出具有第三粘度的产品材料。
在另一实施例中提供了一种装置系统，其包括：第一馈送管道，配置为包含原材料，所述原材料具有第一粘度并且将被提供到处于下游且与所述装置系统相分离的水动空化腔室中；以及气动活塞，配置为产生具有第一压力和第一温度的条件，所述第一压力和第一温度足够高从而将第一粘度降低到第二粘度而又足够低使得新材料被推送进入水动空化腔室的管口从而经过水动空化处理以形成产品材料。
在另一个实施例中提供一种合成物，包括：具有导电材料的微粒；至少两种玻璃材料；至少一种有机溶剂；以及至少一种聚合物材料。所述合成物可以是将接受水动空化处理的原材料的部分。
在另一个实施例中提供一种非易失性的计算机可读介质，其上存储有程序，所述程序当由至少一个处理器执行时配置为执行一种方法，所述方法包括：将具有第一粘度的原材料暴露在第一压力和第一温度下使得该原材料在暴露后具有第二粘度；其中所述原材料包括包含着至少一种导电材料的微粒，并且其中所述第二粘度对于原材料适用于水动空化处理来说足够低；并且使得具有第二粘度的原材料接受水动空化处理从而制造出具有第三粘度的产品材料。
应当理解的是前述概念的组合以及将在下面进行更为详细讨论的附加的概念(前提是这些概念不是互相矛盾)被构思为这里所公开的创新性主题的部分。特别地，在本公开的结尾处出现的所要求权利的主体的所有合并被构思为这里所公开的创新性主题的部分。应当理解的是这里明确采用的术语还可能出现在通过引入而并入的任何公开中，并且应当被赋予与这里所公开的特定概念最为一致的含义。
附图说明
熟练的技术人员将会理解的是附图主要用于描述性的目的并且不意在于限定这里所描述的创新性主题的范围。附图未必按照比例；在一些示例中，这里所公开的创新性主题的各个方面在附图中可能示出为夸大或扩大从而有助于理解不同的特征。在附图中，相似的附图标记通常指代相似的特征(例如，功能性相似以及/结构性相似的元素)。
图1提供了在一个实施例中的空化或乳化装置系统的概要图，其中所述系统包括可以商业获得的基体机器单元以及有助于将原材料馈送进入基体机器单元的装置。
图2提供了装置系统的另一个实施例的概要图，进一步示出了图1所示的装置系统的基体机器单元的不同组件；
图3提供了装置系统的另一个实施例的概要图，进一步示出了作为图1所示的装置系统的可选附加组件的热控制系统的不同组件；
图4提供了装置系统的另一个实施例的概要图，进一步示出了包括作为图1所示的装置系统的可选附加组件的不同阀的关闭的自动系统；
图5提供了描述了在一个实施例中利用了图3所描述的装置系统的制备工艺的概要的流程图；
图6提供了描述了在一个实施例中利用了图4所描述的装置系统的制备工艺的概要的流程图；
图7描述了在一个实施例中，在一个示例性空化工艺中所提供的，空化处理之前的Ag微粒(初始材料)和空化处理之后的Ag微粒(空化的)的微粒尺寸分布；
图8(a)到图8(b)提供了在一个实施例中，在一个示例性空化工艺中所提供的，空化工艺(a)之前并且空化工艺(b)之后的微粒的扫描电子显微镜检查法(SEM)图像。
具体实施方式
下面是与一种能够将原材料转换成精细地分散并且不团聚的微粒的创新性系统以及能够实现这种转换的方法相关的各种概念以及各种实施例的详细描述。应当理解的是上面引入并且将在下面更为详细地讨论的各种概念和可以以许多方式中的任何一种来实施，由于所公开的概念不限于实施的任何特定方式。特定实施的例子和应用仅提供用于说明性目的。
空化
空化可以指液体中气体空腔(例如，小的没有液体的区域例如气泡或孔洞)的形成，其是作为作用到液体上的力的结果而形成的。该过程通常会在液体经受了压力的快速改变时发生，所述压力的快速改变导致了在压力相对较低的地方形成空腔。当受到较高压力时，这些孔洞可能内爆并且可能生成强烈的震荡波。取决于应用，任何空化的适合模式可以被采纳到这里所提供的方法和系统中。例如，在一个实施例中的空化工艺可能涉及或可能是水动空化。
水动空化可以指的是汽化、起泡生成以及气泡破裂的过程，其发生在流动的液体中，作为压力的降低和随后的升高的结果。水动空化可以通过使得液体以特定的速度通过狭隘的通道或者通过借助于液体而对物体进行机械旋转来产生。在狭隘通道的情况下并且基于系统的特定(或唯一)几何形状，压力和动能的结合可能在局部狭隘处的下游产生水动空化空洞并生成了高能空化气泡。
管口和文氏管可以用于生成空化。可以采用文氏管是因为其平滑的收敛和发散部分，使得其可以在咽喉处针对跨越其的给定压力降生成较高的速度。另一方面，管口在管道的给定横截面区域中可以容纳更多数目的孔(孔的更大的周长)。两种选择都可能。
一些现有的空化系统利用了相对的水射流从而产生发生空化所需要的压力，另一些通过利用水动泵来驱动并且振荡柱塞来产生压力和导致的真空，所述柱塞将低粘度的材料吸入并且接着将低粘度材料推送通过特定的点，在该处发生空化。然而，这些现有系统中没有一个能够胜任处理具有大于液体粘度的粘度的原材料，将成分驱散开或者通过解团聚而达到希望的微粒尺寸分布。
空化设备
取决于应用，任何能够执行空化或乳化处理的合适的设备都可以采用。在一个实施例中提供了一种装置系统，包括：第一馈送管道，适配为包含原材料，所述原材料具有第一粘度并且将被提供到处于下游且与所述装置相分离的水动空化腔室中。所述系统还可以包括气动的活塞，其配置为产生具有第一压力和第一温度的条件，所述第一压力和第一温度足够高从而将第一粘度降低到第二粘度而又足够低使得新材料被推送进入水动空化腔室的管口从而经过水动空化处理以形成产品材料。在另一个实施例中提供一种合成物，包括：具有导电材料的微粒；至少两种玻璃材料；至少一种有机溶剂；以及至少一种聚合物材料。所述合成物可以是将接受水动空化处理的原材料的部分。
图1提供了一种基体空化或乳化机器1的示意性描述。所述机器包括入口2和出口3。所述机器可以是商业性可获得的空化机器或可以是定制设计的空化机器。所述基体空化或乳化机器1将在图2中进一步描述。这里所提供的配置为将原材料馈送进入基体空化机器1的装置系统可以指的是附接到基体空化机器1的系统，例如在其入口2处。可代替地，这里所提供的装置系统可以指的是制备系统，其包括基体空化机器1和所附接的系统二者的组合，如图1所示。
参照图1，所述装置系统可以包括至少一个馈送管道4、在馈送管道4之内的原材料5、活塞6推送馈送管道4下方的材料压迫其进入机器1的入口2的活塞6。所述装置系统还可以包括在馈送管道4的后端的气阀7，该气阀7控制了压缩的空气流入馈送管道4。该装置系统可以包括空气管线8，其从压缩空气源将馈送压缩的空气馈送进入气阀7并且进入馈送管道4。
基体空化机器1可以包括任何适合的组件，取决于应用。例如，基体空化机器可以包括两个液压泵用以将膏浆推送经过非常小的管口进入非常小的真空腔室，并且从另一个非常小的产生特定的所希望的背压力的管口出来。在一个实施例中，这种小管口和在其中间的真空腔室的组合正是水动空化发生的地方。
参照图2，在一个实施例中的基体空化机器1可以包括液压储液池13、发动机14转动泵17从而将液压油泵到增压器15，其驱动振荡柱塞11将材料向上推进空化腔室9，同时球形检查系统12关闭从而使得材料被迫进入空化腔室，该处容纳有管口并且发生空化。随着增压器15向前推柱塞11，在增压器15前端的液压油被被朝着氮包16推送。在柱塞11始终向前之后，定位传感器停止液压泵17驱动增压器15，并且朝着氮包16的压力累积，导致了柱塞11被推送回到其起始位置。
取决于应用，包括馈送管道的数目的设置可以改变。在一个实施例中，针对可以在每一次通过空化腔室之后进行测试的小批量而言，可以采用包含着中度粘度到高度粘度的原材料的小的单一馈送管道。空化处理可以在被处理的材料中生成很大的热量。在一个实施例中，可以采用热控制系统从而控制产品材料从空化腔室1中出去时的温度，因此材料可以以适当并且稳定的温度从空化处理中出去。该温度优选地低于产品材料的热降解温度。所述热降解温度是材料物质成分的物质属性的函数。例如，在空化腔室的下游，这里所描述的装置系统的一个实施例可以进一步包括热控制系统，其包括热交换器、热电偶以及配置用以提供液体来冷却从水动空化腔室中分放出的产品材料的冷却液体储液池中的至少一个。所述热控制系统可以配置为控制第二温度低于原材料的热降解温度。
图3提供了在一个实施例中的包括热控制系统的装置系统的配置的概念性描述。参照图3，热控制系统可以包括一线式直接位于从空化腔室中出来的材料之后的热交换器9。在所述热交换器9之后可以跟随(下游)热电偶10，其配置为读取已经通过了热交换器9的材料的温度。可以利用至少一个水阀11将冷水应用到热交换器，所述水阀11使得水经由通过了热交换器9的水管12从冷水源14流到热交换器9，接着从热交换器9中出去并且通过水管13返回到冷水的回水连接。
水的流动可以手动或例如通过软件程序来自动进行控制。在一个实施例中，可以将预定的温度输入到软件程序中，当所述软件程序执行时导致至少一个处理器执行热控制系统。在另一个实施例中，从热电偶的反馈可以使得团软件调整水阀11从而使得从热控制系统中出去的材料的温度在希望的范围内。在一个实施例中，材料在单一的独立通过中被处理并且通过出口3被传送到第二管道。所述管道接着互换并且该处理可以重复所需要的通过次数从而获得所希望的产品材料属性。
图4提供了这里所描述的装置系统的可代替实施例的概念性描述。该实施例进一步包括了封闭系统，其允许并且/或有助于多次空化通过。所述封闭系统进一步在热控制系统的下游，可以进一步包括第二馈送管道；多个两路阀或三路阀，配置为将产品材料重新提供回到水动空化腔室从而重复水动空化处理；以及压力换能器。该实施例可能较之上面所描述的较小规模制造(例如，R&D)而言更适用于大规模制造。这里所描述的封闭系统的一个益处在于减轻(例如完全消除)暴露到污染物中(例如，空气)。
附加于图3所示的热控制系统，图4所示的装置系统可以附加地包括相同尺寸的两个管道，其用气动活塞来设置。在一个实施例中，管道的尺寸可以是确定批量尺寸的因素，虽然对于这里所描述的系统来说其将处理的材料的量没有限制。可以应用到在图3中描述的系统的自动操作类似地应用到在图4中描述的系统。例如，自动系统可以使用阀，其控制着材料进入空化机器1并从其出来以及从这里所描述的装置系统出来并且进入的方向。
参照图4，封闭系统包括两路阀16和17，其控制着材料被推送进入系统时的方向，以及材料在从热交换器9出来之后行进的方向。该系统可以进一步包括三路阀18，希望其与两路阀16和17同步从而用于材料行进进入空化机器1。在一个实施例中，当在管道4中的材料由气动活塞6向下压迫，两路阀16必须关闭从而使得材料行进该阀并且到达三路阀18。当材料在管道4中，三路阀18允许材料从管道4行进进入空化机器1。
在发生了空化之后，材料行进通过热控制系统并且从热交换器9出来且听过热耦合10。在这一点，材料接着行进通过打开的两路阀并且接着进入管道15，将气动的活塞向下推动朝向管道的后部，在此处空气阀20提供空气到管道15中的活塞。在这个将材料从管道4到管道15进行移动的过程中，空气阀20为打开的因此空气在管道填充有材料时可以从管道15中被推出并且活塞6被压迫朝向管道15的后部。当管道4为空时，内部的活塞6撞击管道4的前端，并且没有更多的压力作用于被压迫进入机器的材料上。
通过三路阀而位于接近机器的入口处的压力换能器19可以将这个压力降传输到软件，其接着导致至少一个处理器切换两路阀或三路阀从而材料将从管道15行进返回通过空化机器1并且返回进入管道4。一旦阀被切换(17关闭，16打开并且18切换)从而材料从管道15行进进入空化机器1，空气阀20可以自动打开并且压迫活塞6以及管道15下方的材料通过整个处理并且返回到管道4。
操作者/用户可以选择材料将会通过空化机器的次数，从而重复空化以及/或冷却处理(通过热控制系统)。在一个实施例中，在达到了预定数目的通过之后，系统以及驱动阀和活塞的空气可以自动关闭。这个安全性特征可以在一旦当前循环结束时即释放空气气压。在一个实施例中，这里所描述的系统设置允许在任何时刻对材料样本进行采取从而确定经过了在所希望的操作压力和温度下的特定次数的通过之后是否达到了希望的结果。
在一个实施例中，在这里所提供的装置系统可以通过用来确定处理中在若干点处的材料温度并且致动水阀的软件和几个热电偶中的至少一个来控制材料的温度，所述水阀控制冷水流向一线式地放置在空化发生之后的热交换器。在一个实施例中，所述材料在空化自后被冷却从而将温度降低到适于被处理的材料的范围从而使其保持稳定并且针对下一次循环或通过而准备到位。没有这种温度控制系统，在至少一个实施例中的材料将保持太热并且可能在每次通过时会获得更多的热能，从而导致对于其某些成分的损害。当采用针对压力和温度的集合参数对材料进行处理时，所述的几何参数可以通过试验和试错以及/或参数分析来确定，各个批次的产品的一致性远远优于用于准备中度粘度到高度粘度的墨水、膏体、浆体或纳米粒子的分散体的现有工艺。通过这里所描述的装置系统和方法以连续并且受控的方式将中度粘度到高度粘度的材料移动通过空化处理的能力出乎意料地优于现有的方法。
制备过程
在一个实施例中提供了一种用于制造的方法，所述方法包括：将具有第一粘度的原材料暴露在第一压力和第一温度下使得该原材料在暴露后具有第二粘度；并且使得具有第二粘度的原材料接受水动空化处理从而制造出具有第三粘度的产品材料。其中所述原材料包括包含着至少一种导电材料的微粒。在一个实施例中，所述第二粘度对于原材料适用于例如水动空化处理的空化处理来说足够低。
至少取决于所涉及的设备，所述制造方法可以包括多个附加的处理。例如，在如图3所示的例子中，所述方法可以进一步包括利用例如包括至少反馈温度控制的热控制系统将产品材料冷却到预定的第二温度。可以通过任何适当的技术来生成第一温度和第一压力。在一个实施例中，第一压力可以通过至少利用气动活塞来生成。同样，第一温度可以通过将具有第一粘度的原材料压迫通过水动空化腔室的至少一个管口来生成，在所述水动空化腔室中发生水动空化处理。在一个实施例中，压迫材料进入空化腔室(通过小管口)的过程可能产生大量的热。作为这种附加热的结果的提升的温度可以接着通过上面所描述的热控制系统来控制。驱动-通过-活塞技术并不是唯一用来加热原材料(以达到第一温度/压力)的方法并且任何其他适当的方法可以使用。例如，可以采用热毯来生成第一温度。此外，在一些实施例中，材料可能多次经历水动空化处理。例如，所述方法可以进一步包括重复暴露和接受处理至少一次。在另一个实施例中，取决于设置，在封闭系统中发生接收处理和暴露中的至少一个。
在一些实施例中，这里所描述的装置系统允许原材料被预处理使得原材料被馈送进入基体空化机器。图5提供了描述一个实施例中利用图3所示的系统制造产品材料的工艺的流程图。如图5所示，原材料采取的形式为多组分混合物，其可能从其中微粒的分散性和解团聚获益(S501)。原材料被加载进入引擎驱动的空化馈送管道，其附接到空化系统(S502)。在馈送管道中的活塞接着被驱动朝向馈送管道的下方(在这个例子中为气动地)，将原材料推送/压迫进入空化机器从而进行处理(S503)。在原材料被压迫进入空化机器中后，材料经历了空化处理并且其温度至少部分由于由高压所生成的热能而增加(S504)。原材料在从空化处理出来后接着进入热交换器从而冷却到预定的温度(或温度范围)(S505)，其间热电偶在热交换器的下游和/或上游测量温度。软件程序/系统接着从位于热交换器下游的热电偶接收反馈，并且致动控制着冷水流向热交换器的水阀(S506)。当产品从热交换器中出来后，至少作为热控制系统的结果其处于希望的预定温度(S507)。结果是，产品材料处于稳定的温度并且其经过了有效的解团聚且所有的成分从多组分混合物原材料中分散出(S508)。
在一些实施例中，这里描述的装置系统允许原材经过多次空化处理。图6提供了描述了一个实施例中利用图4所示的系统制造产品材料的工艺的流程图。如图6所示，原材料采取的形式为多组分混合物，其可能从其中微粒的分散性和解团聚获益(S601)。原材料被加载进入引擎驱动的空化馈送管道，其附接到空化系统(S602)。在馈送管道中的活塞接着被驱动朝向馈送管道的下方(在这个例子中为气动地)，将原材料推送/压迫进入空化机器从而进行处理(S603)。随着混合物被推送向下馈送管道1，其经历了关闭的两路阀并且行进通过打开的三路阀，经过了压力换能器以及热电偶并且进入空化机器(S604)。在原材料被压迫进入空化机器中后，材料经历了空化处理并且其温度至少部分由于由高压所生成的热能而增加(S605)。原材料在从空化处理出来后接着进入热交换器从而冷却到预定的温度(或温度范围)(S606)，其间热电偶在热交换器的下游和/或上游测量温度。软件程序/系统接着从位于热交换器下游的热电偶接收反馈，并且致动控制着冷水流向热交换器的水阀(S607)。当产品从热交换器中出来后，至少作为热控制系统的结果其处于希望的预定温度(S608)。在产品从热交换器流出后，其行进通过连接到馈送管道2的打开的两路阀并且进入馈送管道2，将馈送管道2中的活塞推向管道的后端(S609)。当馈送管道1为空时并且产品已经完成了一次通过，压迫产品的活塞接着撞击馈送管道的前端并且停止；此时通过三路阀的产品的压力下降(S610)。安装在三路阀上的压力换能器读取作为管道1变空的结果的压力降-当软件接收到该反馈，其切换控制着推送馈送管道中的活塞的空气的两路阀、三路阀以及产品空气阀(S611)。在软件切换阀和空气供给之后，产品材料开始从馈送管道2馈送反回进入空化机器，经过关闭的两路阀并且经过三路阀从而返回进入机器(S612)。软件允许用户输入通过的次数并且设置参数；在这种信息输入进软件中后，机器将自动运行设置的通过次数并且具有稳定的温度(S613)。产品材料处于稳定的温度；其已经被有效地解团聚且所有的成分从多组分混合物原材料中分散出(S614)。
相较于现有的空化工艺所允许的，这里所提供的方法和装置系统允许原材料具有较高的粘度从而接受空化处理(例如，水动空化处理)。这里所描述的粘度的值取决于材料并且因此这里所讨论的粘度的任何值仅意味着用于说明性目的并且不进行限定。同样，粘度值可以指的是在处理的特定点期间在测量的特定时刻(并且因此在该特定时间点的特定压力和/或温度)所测量的值。
由于第二粘度对于原材料被推送进入空化来说可能非常重要，这里所描述的制备方法可以进一步包括确定适当的第一压力和第一温度从而达到第二粘度。所述确定可能涉及参数研究以及/实验和试错。所述确定可以通过利用特定的算法或包含在原材料中所使用的不同成分材料的材料属性的计算机数据库来进行优化。
第一温度和第二压力取决于工艺条件和材料属性。在一个实施例中，第一温度可以在约20℃到约100℃之间，例如在约25℃到约80℃之间，在约30℃到约60℃之间，在约35℃到约50℃之间，在约40℃到约50℃之间等。其他的值同样可能，取决于应用。
在一个实施例中，第一压力可以在100psi到约100,000psi之间，例如在500psi到约80,000psi之间，在1,000psi到约50,000psi之间，在2,000psi到约10,000psi之间，在3,000psi到约5,000psi之间等。其他的值同样可能，取决于应用。
在这里所描述的方法的一个实施例中，在室温下的第一粘度可以至少约为1Kcps，例如至少约为5Kcps，约为10Kcps，约为20Kcps，约为40Kcps，约为60Kcps，约为80Kcps，约为100Kcps，约为150Kcps，约为200Kcps，约为250Kcps，约为300Kcps，约为350Kcps，约为400Kcps，约为500Kcps，约为600Kcps，约为700Kcps，约为800Kcps，约为900Kcps，约为1000Kcps或更高。对于第一粘度没有上限。同样没有对于第一粘度的下限，由于这里所描述的方法和系统是用于处理由现有空化技术处理的低粘度材料。
第二粘度通常较之第一粘度为低，至少部分由于使得原材料经受了第一温度和第一压力的处理。第二粘度随着材料变化并且还随着第一压力和第一温度而变。例如，第二粘度可以为第一粘度的约10％到约90％，例如为第一粘度的约20％到约80％，约30％到约70％，约40％到约60％，约45％到约55％，约10％到约90％。在一个实施例中，第二粘度为第一粘度的约25％到约50％。
(产品材料的)第三粘度通常较之第一粘度为低。第三粘度随着材料变化并且还随着材料已经经受过的工艺条件而变化。例如，第三粘度可以约小于第一粘度的约90％，例如小于约80％，约75％，约70％，约65％，约60％，约55％，约50％，约45％，约40％，约35％，约30％或更小。在一个实施例中，第三粘度等于第一粘度的约50％。在一些示例中，一旦产品材料的压力释放并且/或者温度冷却，第三粘度高于第二粘度。
作为这里描述的制备方法的结果的产品材料可以进一步用来制造各种器件。例如，所述方法可以进一步包括将产品材料置于基底之上从而形成在基底上的图案，所述基底为器件的一部分。所述器件可以是在稍后描述的器件中的任何一个。所述图案可以是例如栅格线。
如上面所描述的，方法的任何部分当与这里所描述的装置系统相结合使用时，可以是自动的。所述自动可以至少部分利用软件程序来完成。在一个实施例中，软件程序存储在永久的计算机可读介质上。所述程序当被执行时导致至少一个处理器(例如计算机)执行这里所描述的方法(或其部分)中的任何一个。
这里所提供的方法和装置系统允许原材料的尺寸降低、分散并且/或解团聚。所述原材料可以包括多个微粒。所述微粒可以具有任何几何形状，包括形状和尺寸。例如，微粒可以具有的形状包括球体、薄片、薄板、熔块、椭球体或不规则形状。所述微粒可以是任何尺寸。术语“尺寸”在这里可以指的是直径、半径、长度、宽度、高度等，取决于上下文以及微粒的几何形状。在一个实施例中，当属于“尺寸”用来描述多个微粒时，尺寸可以指的是多个微粒的平均尺寸。
在一个实施例中，所述方法可以包括降低原材料所包含的微粒的第一尺寸从而形成产品材料中的具有第二尺寸的微粒，所述第二尺寸小于第一尺寸。所述第一尺寸可以在纳米范围或微米范围中。例如，微粒的第一(平均)尺寸可以在约0.05微米到约100微米之间，例如约0.1微米到约50微米之间，约0.5微米到约10微米之间，约0.25微米到约1微米之间等。另一方面，微粒的第二(平均)尺寸可以在约0.05微米到约10微米之间，例如约0.1微米到约3微米之间，约0.1微米到约1微米之间，约0.25微米到约1微米之间，约0.2微米到约0.5微米之间等。在一个实施例中的所描述的方法和系统的微粒尺寸降低效果在图7中示出。如图7所示，实验性的数据显示这里所描述的方法和系统降低了Ag微粒的平均尺寸，从大于约20微米到约0.2微米。此外，在这里所描述的处理之后，微粒较之处理之前展现出更为紧密/狭窄的分布。
尺寸的降低可能部分由于微粒的解团聚。换句话说，所述方法可以包括对包含在原材料中的具有第一尺寸的微粒进行解团聚从而形成在产品原材料中的具有第二尺寸的微粒，所述第二尺寸小于第一尺寸。图8(a)和图8(b)描述了在一个实施例中在这里所描述的空化处理之前的微粒和作为空化处理的结果的解团聚之后的微粒之间的对比。在解团聚期间，微粒可以分散开从而在产品材料中没有视觉上可以观察到的微粒的团聚。
利用这里所描述的系统和方法来制备包含微粒的产品材料的一个惊人结果在于在产品材料中的微粒可能保持为解团聚的达到一定时间。在一个实施例中，用来描述产品材料中的微粒保持为至少基本上为解团聚的现象的度量可以是在一段时间后微粒的尺寸缺乏视觉上可观察到的改变(例如，增加)。视觉观察可以通过裸眼、光学显微镜、电子显微镜以及类似。在一个实施例中，产品材料的微粒可以保持为至少基本上(或完全地)免于团聚达到至少约1个月，例如至少约2个月，约3个月，约5个月，约6个月，约7个月，约8个月，约9个月，约10个月，约11个月，约1年，约1.5年，约2年，约3年，约4年，约5年或更长。基于截止目前而言对于发明人能够获得的实验数据，在至少约2年之后没有观察到可观察到的团聚。
合成物
这里所描述的方法和系统针对其将用来去处理的原材料的类型而有多重。上面已经描述过了原材料的几种材料属性，包括粘度，几何形状，尺寸等。原材料也可以包含多个不同的材料。在一个实施例中，原材料可能包括包含有具有导电材料的微粒的合成物；至少一种玻璃材料；至少一种有机溶剂；以及/或至少一种聚合物材料。在一个实施例中，所述原材料包括包含有具有银的微粒的合成物；至少一种玻璃材料；至少一种有机溶剂；以及/或至少一种聚合物材料。在一个实施例中，原材料可能包括包含有具有导电材料的微粒的合成物；至少两种玻璃材料；至少一种有机溶剂；以及/或至少一种聚合物材料。任何成分微粒可以具有上面所描述的任何微粒尺寸。
取决于原材料的成分，原材料可能具有各种微粒尺寸，由于成分中的每一个可能具有彼此不同的微粒尺寸。在一些实施例中，一些成分具有相似或相同的尺寸。例如，玻璃材料和导电材料可能具有相似或相同的尺寸。在一些实施例中，所有的成分具有不同的尺寸。在一些实施例中，原材料可以包括至少两种平均微粒尺寸分布，例如至少3、4、5、6、7、8种或更多。
所述导电材料可以包括任何适合的材料，其为导电的，取决于应用。例如，其可以包括金属、合金、半导体以及/或导电的碳基材料。在一个实施例中，导电材料包括以下中的至少一个：Ag、Pd、Au、Pt、Ni、Cu、Ru及其合金。其合成物/混合物同样可能。在另一个实施例中，导电材料包括以下中的至少一个：碳黑、石墨烯、碳纳米管和石墨。
玻璃材料可以包括任何类型的适合的玻璃材料，取决于应用。玻璃材料可以包括硅酸盐玻璃。所述硅酸盐可以包括硼硅酸盐。所述硼硅酸盐可以包括任何类型的硼硅酸盐玻璃。例如硼硅酸盐玻璃可以包括含Pb的硼硅酸盐玻璃。可代替地，硼硅酸盐玻璃可以包括不包含Pb的硼硅酸盐玻璃。在一个实施例中，所述玻璃可以包括含铋的硼硅酸盐玻璃。在另一个实施例中，玻璃可以包括含碲的硼硅酸盐玻璃。所述原材料可以包括至少两种玻璃材料，例如至少3、4、5、6、7、8种或更多。在一个实施例中，原材料包括至少两种玻璃材料，包括：具有第一转化温度的第一玻璃材料；具有第二转化温度的第二玻璃材料，所述第二转化温度高于第一转化温度。在一个实施例中，原材料中第一玻璃材料和第二玻璃材料的重量比为8∶1。其他的比率，例如10∶1、15∶1、20∶1等同样可能，取决于应用。
玻璃材料可以具有任何适合的材料属性，取决于应用。例如，玻璃材料可以具有在约300℃到约500℃之间的软化温度，例如在约350℃到约480℃之间，约400℃到约460℃之间，约410℃到约450℃之间，约420℃到约440℃之间等。其他的软化温度值同样可能，取决于材料。
玻璃材料可以具有在约200℃到约500℃之间的玻璃转化温度，例如在约250℃到约450℃之间，约300℃到约400℃之间，约320℃到约385℃之间，约340℃到约370℃之间，约350℃到约360℃之间等。其他的玻璃转化温度值同样可能，取决于材料。
有机溶液可以包括任何类型的合适的有机溶液，取决于应用。有机溶液可以包括酒精、脂肪族、芳香族、酮、乙基醋酸盐和酯中的至少一个。所述酒精可以包括单萜烯醇或醇酯。在一个实施例中，有机溶剂包括醇酯和α-松油醇中的至少一个。所述醇酯可以是例如TexanolTM。
聚合物材料可以包括任何类型的合适的聚合物材料，取决于应用。所述聚合物材料可以包括树脂、触变剂、润滑剂、增塑剂和蜡。所述树脂可以包括乙基纤维素。所述触变剂可以包括改性蓖麻油衍生物。所述润滑剂和增塑剂可以包括烯烃共聚物、聚甲基丙烯酸高级酯、菜乙烯聚体等。
在一个实施例中，原材料包括：(i)约3.5wt.％到约6.0wt.％的玻璃材料；(ii)约80wt.％到约88wt.％的包括银微粒的合成物；(iii)约10.8wt.％到约14.4wt.％的有机溶剂；以及(iv)约1.2wt.％到约1.6wt.％的聚合物材料。
在一个实施例中，原材料包括：(i)约3.5wt.％到约6.0wt.％的玻璃材料；(ii)约65wt.％到约75wt.％的包括银微粒的合成物；(iii)约18wt.％到约27wt.％的有机溶剂；以及(iv)约2wt.％到约3wt.％的聚合物材料。
在一些示例中，附加的包含非导电材料的填充材料可以包括在原材料中。在一些示例中，原材料还可以包括偶然的难以避免的杂质。有机溶剂和/或聚合物材料可以具有原材料的任何适合的内容物，取决于应用。所述内容物可以作为原材料所经历的不同处理的结果而改变。例如，产品材料包括约8wt.％-10wt.％的(i)至少一个有机溶剂和(ii)至少一个聚合物材料中的至少一个。其他的wt.％值同样是可能的。
应用
由这里描述的方法和系统产生的产品材料可以采用在各种应用中。例如，在原材料包括导电材料的情况下，所述方法可以进一步包括将产品材料置于基底之上从而形成电气连接。所述基底可以是从一下群组中选择出来的器件的一部分，所述群组包括：太阳能电池、电子设备、光电设备、印刷型传感器、包括碳纳米管、石墨烯和氧化锡铟中的至少一个的透明导电涂层、先进陶瓷、生物传感器、致动器、能量采集设备、混合电路、声纳、雷达、触摸屏、3-D打印设备以及热能管理材料。
其他类型的应用同样可能。在一个应用中，产品材料可以采用在用于有机太阳能电池应用的填充Ag的聚合物墨水中，其中要求低温固化(150℃到250℃范围)。在另一个应用中，产品材料可以采用在用于触摸屏应用的Ag墨水(高温和基于聚合物的二者)中，其中需要精细线条打印和高导电。在一个应用中产品材料可以采用在Ag或任何贵金属或普通金属导电的墨水/膏浆中，用于包括印刷型传感器、基于碳纳米管、石墨烯和氧化锡铟等的透明导电涂层、先进陶瓷(电极和端子材料)、包括生物传感器、致动器、能量采集设备、混合电路、声纳、雷达、触摸屏、3-D打印设备以及热能管理材料的应用中，其为基于Ag和/或石墨烯的同时导电并且热传导的。
非限制性工作示例
示例1-高温晶体p-类型太阳能电池
这个示例描述了设计用于适合打印非常精细栅格线(＜50um)的高温晶体p-类型太阳能电池的示例性配方。现有的典型的峰值烧结温度为在700℃-900℃的范围内。此外，所述配方包括至少3种不同的Ag微粒尺寸和形状(从分散在溶剂中的纳米粉末到可商业获得的干粉末)从而使得微粒封装密度最大化以在处理之后的煅烧状态中获得超过行业标准配方的增加的体块导电。同样，现有的墨水包含一种玻璃成分，而墨水/膏浆配方采用了多种具有不同软化点的玻璃成分。这有助于将更多的Ag传送到发射极层并且还通过增加液相烧结机制而提高了煅烧膜的致密化。更为致密的膜将具有更高的体块导电以及将更多的Ag传送到电池的发射极层的能力将带来更高的效率。
基于水动空化处理，采用在这里所描述提供的设备，制备出具有12um-20um以及＜50微米的太阳能厚膜屏幕可印刷配方(前端栅格线接触)并列出在表1中。
用于处理个体成分和墨水/膏浆的压力范围从1,000Psi到30,000Psi。用来控制内部压力、流动率、微粒尺寸限制和空化级别的管口直径尺寸的范围从0.005英寸到0.050英寸。在空化系统中的材料的流动率取决于并且与各种系统配置相称。针对小样本容积的流动率在100ml每分钟的范围内，而产出通过量达到甚至超过了20升-30升每分钟。在设备的空化区域中产生的后端压力非常重要并且取决于阀的设计、管口薄板限制以及系统定位而变。馈送的材料以及流入进入系统的材料的温度控制非常重要并且取决于有机成分属性。关于添加各种材料的顺序、各个墨水/膏浆粘度、处理时间以及固体材料在有机介质中的％的处理条件发生变化。一旦系统达到其初始进料容积产出量约为100％，其在处理例如珍贵金属的昂贵原材料时尤为有益。
表1-示例性墨水配方
用于处理如表1中所描述的Ag太阳能前侧膏浆的温度为约38℃到48℃。用于处理的压力范围为约4,500psi-45,000psi。关于空化机器的管口尺寸，顺序使用了三个不同的管口尺寸从而产生形成真空并且接着使所述真空气泡爆裂的压力变化。主管口、接着几个次级管口接着终极管口用来产生背压。0.020″的主管口用来打破较大的团聚。在3次通过之后，其切换到0.015″主管口、0.068″次级管口、0.038″终极管口产生背压，所有的都按照顺序。这个示例采用了12次通过(3次利用通过0.020″主管口，接着剩下9次采用0.015″主管口)。
Ag平均微粒尺寸在＜0.1微米到3.0微米的范围。针对总体微粒尺寸分布的范围从0.1微米到10微米。三种不同的天然球形Ag粉末用来最优化封装密度。三种不同的球形粉末的平均微粒尺寸为0.2um、0.5um以及1.5um。在这个示例中的太阳能成分的基于wt.％的每一种的比率为：4∶2∶94(基于太阳能墨水配方中87％的总的Ag重量)。重量比根据太阳能栅格线宽度需求而改变。主要的较大的成分保持为Ag球的主要组分并且当较小的尺寸从0wt.％-15wt.％时为＞80％。
包含硅-硼-铅-铝(可以利用例如铋来代替铅)的硼硅酸盐玻璃用在这个示例中所描述的墨水/膏浆配方中。针对这个示例的玻璃成分为4.5wt.％并且基于2种不同的玻璃组分，其具有在上面所指出的范围内的属性。较高温度熔化的玻璃通常为具有针对2-玻璃混合物的8∶1的比率的主要组分。较低温度熔解玻璃组分帮助Ag微粒的液相烧结并且通过抗反射涂层来均匀化蚀刻从而在电荷载流子驻留的发射极层形成接触。
有机溶剂和聚合物成分在表1所示出的wt.％范围内。溶剂为TexanolTM和α-萜品烯醇以8∶1的比率，而聚合物成分可以基于栅格线几何形状要求而改变。典型的聚合物成分包括乙基纤维素、触变剂、增塑剂和蜡。由溶剂和各种聚合物合成进入单一的载流子成分的有机载体(在墨水/膏浆配方)的％在8wt.％-10wt.％中。
示例2-用于太阳能电池的低温Ag墨水
在这个示例中的银(Ag)导电墨水/膏浆配方针对下一代太阳能设计而研发，例如背部钝化太阳能电池。在这个示例中描述的设计利用了由于改善的背侧反射比(BSR)以及降低的背部表面再合并速率(BSRV)而增加长波载流子收集的电池构造配置。低的BSRV和高的BSR将导致较高的太阳能电池效率。与现有的制造中的太阳能电池的前端Ag栅格线的要求相比，在这个示例中描述的Ag墨水在低温(250℃-450℃)烧结之后牢固地粘合到背侧介电层从而给出非常高的导电(＜2micro-ohm.cm)并且保留了背侧介电层的钝化属性。
这些Ag墨水包含具有低的软化和熔融点以及低的玻璃转换温度的玻璃成分。这些玻璃粉末软化、熔化并且流动从而在450℃或更低的温度(最佳的最大值低于400℃)提供液相辅助烧结。相较而言，对于现有前侧栅格线的Ag墨水设计为在700℃以上进行处理。
在这个示例中的Ag膜具有以下特性：Ag和玻璃粉末以及/或薄片具有精细并且狭窄的微粒尺寸分布从而在如此低的电池处理温度下达到致密化以及可接受的导电。Ag膜形成了到典型地位Ag/Al或Ag垫或通孔的后端接触的可接受的电气接触。所述Ag膜在任何程度上都不穿透钝化层但是必须具有到后者的良好的粘附性。Ag膜能够通过屏幕印刷或可替代的沉积方法来沉积。如果导电足够高，则膜厚度最小化，从而节约了大量的材料消耗。在表2中示出了这个示例中所描述的针对这种设计的Ag屏幕可印刷配方的成分。
表2-示例性墨水配方
用于处理如表2中所描述的Ag太阳能前侧膏浆的温度为约30℃到45℃。用于处理的压力范围为约1,000psi-20,000psi。关于空化机器的管口尺寸，顺序使用了三个不同的管口尺寸从而产生形成真空并且接着使所述真空气泡爆裂的压力变化。主管口、接着几个次级管口接着终极管口用来产生背压。0.020″的主管口用来打破较大的团聚。在3次通过之后，其切换到0.015″主管口、0.068″次级管口、0.038″终极管口产生背压，所有的都按照顺序。
包含硅-硼-铅-铝(可以利用例如铋来代替铅)的硼硅酸盐玻璃用在这个示例中所描述的墨水/膏浆配方中。玻璃组分具有在330℃到350℃的范围中的软化点。玻璃转化温度从250℃-270℃。玻璃和Ag薄片和球的微粒尺寸如在示例1中所描述的。
附注
在本申请中所有引用的文献和类似材料，包括但不限于专利、专利申请、文章、书籍、论文、以及网页，无论这些文献和类似材料的形式如何，都通过引用整体明确并入。当这些所并入的文献和类似材料中的一个或多个在本申请中彼此不同或互相矛盾时，包括但不限于定义的术语、术语使用、描述的技术或类似，以本申请为准。
虽然结合各种实施例和示例对本教导进行了描述，其意不在于本教导限于这种实施例或示例。相反地，本教导容纳了各种替代、修改以及等同，如本领域的技术人员所理解的。
虽然在此描述和示出了各种创新性的实施例，然而本领域的技术人员很容易理解有很多其他的手段和/或结构用于执行功能并且/或获得结果以及/或这里所描述的优势中的一个或多个，并且这种变形和/或修改的每一个被视为在这里所描述的创新性实施例的范围内。更普遍地，本领域的技术人员很容易理解这里所描述的所有参数、维度、材料以及配置意在于示例性的并且实际的参数、维度、材料以及配置将取决于本创新性教导所应用的特定的应用或应用们。本领域的技术人员将认识到有很多种对于这里所描述的特定的创新性实施例的等同物。因此，应当理解的是前述的实施例仅仅出于示例而呈现并且在所附权利要求和其等同物的范围之内，可以与所特别描述和要求权利的不同地实践创新性的实施例。本公开的创新性实施例指向这里所描述的每个个体的特征、系统、物件、材料、工具包以及/或方法。此外，如果这些特征、系统、物件、材料、工具包以及/或方法不互相矛盾，则这些特征、系统、物件、材料、工具包以及/或方法的两个或多个的任何组合也包括在本公开的创新性范围内。
本发明的上述实施例可以以多种方式来实施例，例如，一些实施例可以利用硬件、软件或其组合来实施。当实施例的任何方面至少部分采用软件来实施时，软件代码可以在任何适合的处理器或处理器集群上执行，无论这些处理器或处理器集群是否提供在单一的计算机上或在多个计算机之间分布。
在这方面，本发明的各种方面可以至少部分地实施为编码有一个或多个程序的计算机可读存储介质(或多个计算机可读存储介质)(例如，计算机存储器，一个或多个软盘、压缩盘、光盘、磁带、闪存、现场可编程栅极阵列或其他半导体器件中的电路配置，或其他有形的计算机存储介质或非易失性介质)，所述程序当在一个或多个计算机或其他处理器上执行时，可以执行实现了上面所讨论的技术的各种实施例的方法。所述计算机可读介质可以为可运送的，从而使得其上所存储的程序可以加载到一个或多个不同的计算机中或其他处理器从而实施上面所讨论的本技术的各个方面。
术语“程序”或“软件”在这里用作其通用意义来指代任何类型的计算机代码或计算机可执行指令集合，其可以被采用来对计算机或其他处理器进行编程从而实施上面所讨论的本技术的各个方面。此外，应当理解的是根据本发明的一个方面，一个或多个当被执行时完成本技术的方法的计算机程序可以不驻留在单一计算机或处理器上，而是可以以模块化的方式分布在多个不同的计算机或处理器上从而执行本技术的各个方面。
计算机可执行指令可以是任何形式，例如由一个或多个计算机或其他设备执行的程序模块。通常，程序模块包括执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例程、程序、目标、组件、数据结构等。典型地，程序模块的功能性可以按照需要在各个实施例中合并或分布。
同样，这里所描述的技术可以实施为方法，对于该方法已经提出了至少一个示例。作为方法的部分的所执行的动作可以按照任何适合的方式排序。相应地，可以构件实施例其中以与所描述的顺序不同的顺序来执行动作，其中可能包括同时执行某些动作，虽然在描述性的实施例中示出为顺序的动作。
如这里所限定并且适用的所有定义应当被理解为优先于字典定义、通过参考并入的文档定义以及/或所限定术语的常规含义。
使用在说明书和权利要求中的不定冠词“一”、“一个”应当被理解为意味着“至少一个”，除非另外明确指出。任何在这里列举的范围为包含性的。
贯穿说明书所使用的术语“基本上”和“约”用来描述并且解释小的波动。例如其可能指的是例如小于或等于±5％、例如小于或等于±2％、例如小于或等于±1％、例如小于或等于±0.5％、例如小于或等于±0.2％、例如小于或等于±0.1％、例如小于或等于±0.05％。
使用在说明书和权利要求中的短语“以及/或”应当被理解为意味着相连的元素，即在一些情况下共同出现而在另一些情况下未共同出现的元素的“其一或二者”。连同“以及/或”列举的多个元素应当以同样的方式来解释，即相连的元素的“一个或多个”。除了在“以及/或”句子中特别标识出来的元素之外的其他元素可选地可以出现，无论是否与这些特别标识出来的元素相关或无关。这样，作为非限定性示例，提到“A以及/B”，当与例如“包括”的开端语言共同使用时在一个实施例中可以仅仅指的是A(可选地包括B之外的其他元素)；在另一个实施例中，仅仅指的是B(可选地包括A之外的其他元素)；而在又一个实施例中，指的是A或B二者(可选地包括其他元素)等。
正如在说明书和权利要求中所使用的，“或”应当被理解为具有与上面所定义的“以及/或”相同的含义。例如，当在列表中分离各项时，“或”或“以及/或”应当被理解为包括性的，即包括多个元素或元素列表中的至少一个，但是还包括多于一个，以及可选地，还有附加的未列举的项。除非术语清楚地相反指示，例如“仅有一个”或“恰好有一个”或当使用在权利要求中时，“由其构成”指的是包括多个元素或元素列表中的恰好一个。通常，当之前有排除性术语，诸如“或”、“其一”、“仅一个”或“恰好一个”，这里所使用的术语“或”将仅仅被解释为指示着排除性的代替(即，“一个或另一个但不是二者”)。“主要包括”当使用在权利要求中时，应当具有在专利法领域所使用的常规含义。
正如在说明书和权利要求中所使用的，短语“至少一个”，指代一个或多个元素的列表时，应当被理解为意味着从元素列表中的一个或多个元素从选择出来的至少一个元素，但是并不必然包括在元素列表中特别列举出来的每个元素并且并不排除元素列表中的元素的任意组合。该限定同样允许短语“至少一个”所指的元素列表中所特别标注出来的元素之外的其他元素可选地出现，无论其是否与这些特别标注出来的元素相关。这样，作为非限定的例子，“A和B中的至少一个”(或等同地，“A或B中的至少一个”或等同地“A和/或B中的至少一个”)在一个实施例中指的是至少一个，可选地包括多于一个，有A没有B(并且可选地包括B之外的元素)；在另一个实施例中，指的是至少一个，可选地包括多于一个B，没有出现A(并且可选地包括A之外的元素)；而在又一个实施例中，指的是至少一个，可选地包括多于一个，A并且至少一个可选地包括多于一个B(并且可选地包括其他元素)等。
在权利要求中，如同在说明书中的一样，所有的过渡性语句例如“包括”、“包含”、“承载”、“具有”、“含有”、“涉及”、“带有”、“包含有”以及类似应当被列即为开端式的，即，意味着包含但是不限于。仅仅过渡性语句“由其构成”以及“主要由其构成”为闭合或半闭合的过渡性语句，如美国专利审查指南，第211 1.03章所列出。
除非有明确陈述，权利要求不应当解读为限于所描述的顺序或元素。应当理解的是本领域的技术人员可以在形式或细节上做出各种改变而不会背离所附权利要求的精神和范围。所有的实施例都囊括在下面的权利要求及其等同物的精神和范围内。

Claims (51)

1.一种制造方法，包括：
将具有第一粘度的原材料暴露在第一压力和第一温度下使得该原材料在暴露后具有第二粘度，其中所述原材料包括包含着至少一种导电材料的微粒，并且其中所述第二粘度对于原材料适用于水动空化处理来说足够低；并且
使得具有第二粘度的原材料接受水动空化处理从而制造出具有第三粘度的产品材料。
2.根据权利要求1的方法，进一步包括至少利用反馈温度控制将产品材料冷却到预定的第二温度。
3.根据权利要求1的方法，进一步包括至少利用气动活塞生成第一压力。
4.根据权利要求1的方法，进一步包括通过将具有第一粘度的原材料压迫通过水动空化腔室的至少一个管口来生成第一温度，在所述水动空化腔室中发生水动空化处理。
5.根据权利要求1的方法，进一步包括将产品材料置于基底之上从而在基底之上形成图案，所述基底可以是从一下群组中选择出来的器件的一部分，所述群组包括：太阳能电池、电子设备、光电设备、印刷型传感器、包括碳纳米管、石墨烯和氧化锡铟中的至少一个的透明导电涂层、先进陶瓷、生物传感器、致动器、能量采集设备、混合电路、声纳、雷达、触摸屏、3-D打印设备以及热能管理材料。
6.根据权利要求1的方法，进一步包括重复暴露和接受处理至少一次。
7.根据权利要求1的方法，其中暴露和接受处理中的至少一个在封闭系统中进行。
8.根据权利要求1的方法，其中所述方法为自动的。
9.根据权利要求1的方法，其中在室温下的所述第一粘度至少约1Kcps。
10.根据权利要求1的方法，其中所述第二粘度小于或等于第一粘度的约50％。
11.根据权利要求1的方法，其中所述第三粘度小于或等于第一粘度的约75％。
12.根据权利要求1的方法，进一步包括降低在原材料中所包含的微粒的第一尺寸以形成产品材料中具有第二尺寸的微粒，所述第二尺寸小于第一尺寸。
13.根据权利要求1的方法，进一步包括对包含在原材料中的具有第一尺寸的微粒进行解团聚从而形成产品材料中具有第二尺寸的微粒，所述第二尺寸小于第一尺寸。
14.根据权利要求1的方法，进一步包括分散微粒使得在产品材料中不能视觉上观察到微粒的团聚。
15.根据权利要求1的方法，其中所述产品材料包括在至少一年内至少基本上不会团聚的微粒。
16.根据权利要求1的方法，其中导电材料包括以下中的至少一个：
(i)Ag、Pd、Au、Pt、Ni、Cu、Ru及其合金中的至少一个；以及
(ii)碳黑、石墨烯、碳纳米管和石墨中的至少一个。
17.根据权利要求1的方法，其中在具有第一粘度的原材料中包括至少一个导电材料的微粒具有至少三个平均微粒尺寸分布。
18.根据权利要求1的方法，其中所述原材料包括至少一个包含硼硅酸盐的玻璃材料。
19.根据权利要求1的方法，其中所述原材料包括至少两个玻璃材料，包括：
具有第一转换温度的第一玻璃材料；
具有第二转换温度的第二玻璃材料，所述第二转换温度高于第一转换温度；
其中第一玻璃材料以及第二玻璃材料在原材料中的重量比为8∶1。
20.根据权利要求1的方法，其中所述原材料包括具有以下中至少一个特性的至少一种玻璃材料：
(i)在约400℃到约460℃之间的软化温度；
(ii)在约320℃到约385℃之间的玻璃转化温度；以及
(iv)在约0.1微米和3微米之间的平均微粒尺寸。
21.根据权利要求1的方法，其中所述原材料包括包含有醇酯和α-松油醇中的至少一个的至少一种有机溶剂；
22.根据权利要求1的方法，其中所述原材料包括包含有树脂、触变剂、润滑剂、增塑剂和蜡中的至少一个的至少一种聚合物材料。
23.根据权利要求1的方法，其中所述原材料包括包含有具有银的微粒、至少一种玻璃材料、至少一种有机溶剂以及至少一种聚合物材料的合成物。
24.根据权利要求1的方法，其中所述产品材料包括约8wt.％到约10wt.％的(i)至少一种有机溶剂和(ii)至少一种聚合物材料中的至少一个。
25.根据权利要求1的方法，其中所述原材料包括：(i)约3.5wt.％到约6.0wt.％的玻璃材料；(ii)约80wt.％到约88wt.％的包括银微粒的合成物；(iii)约10.8wt.％到约14.4wt.％的有机溶剂；以及(iv)约1.2wt.％到约1.6wt.％的聚合物材料。
26.根据权利要求1的方法，其中所述原材料包括：(i)约3.5wt.％到约6.0wt.％的玻璃材料；(ii)约65wt.％到约75wt.％的包括银微粒的合成物；(iii)约18wt.％到约27wt.％的有机溶剂；以及(iv)约2wt.％到约3wt.％的聚合物材料。
27.根据权利要求1的方法，其中所述第一温度在约35℃到约50℃之间。
28.根据权利要求1的方法，其中所述第一压力在约1,000psi到约50,000psi之间。
29.根据权利要求1的方法，进一步包括确定适于原材料的第一压力和第一温度。
30.根据权利要求1的方法，进一步包括将产品材料放置在基底之上从而形成p-类型太阳能电池。
31.一种装置系统，包括：
第一馈送管道，配置为包含原材料，所述原材料具有第一粘度并且将被提供到处于下游且与所述装置系统相分离的水动空化腔室中；以及
气动活塞，配置为产生具有第一压力和第一温度的条件，所述第一压力和第一温度足够高从而将第一粘度降低到第二粘度而又足够低使得新材料被推送进入水动空化腔室的管口从而经过水动空化处理以形成产品材料。
32.根据权利要求31的装置系统，在水动空化腔室的下游处进一步包括热控制系统，所述热控制系统包括热交换器、热电偶以及配置用以提供液体来冷却从水动空化腔室中分放出的产品材料的冷却液体储液池中的至少一个。
33.根据权利要求32的装置系统，其中所述热控制系统配置为控制第二温度低于原材料的热降解温度。
34.根据权利要求32的装置系统，在所述热控制系统的下游处进一步包括封闭的系统，其包括：
第二馈送管道；
多个两路阀或三路阀，配置为将产品材料重新提供回到水动空化腔室从而重复水动空化处理；以及
压力换能器。
35.一种制备系统包括权利要求31的装置系统以及水动空化腔室。
36.一种非易失性的计算机可读介质，其上存储有程序，所述程序当由至少一个处理器执行时配置为执行一种方法，所述方法包括：
将具有第一粘度的原材料暴露在第一压力和第一温度下使得该原材料在暴露后具有第二粘度，其中所述原材料包括包含着至少一种导电材料的微粒，并且其中所述第二粘度对于原材料适用于水动空化处理来说足够低；并且
使得具有第二粘度的原材料接受水动空化处理从而制造出具有第三粘度的产品材料。
37.根据权利要求36的非易失性计算机可读介质，其中所述方法进一步包括至少利用反馈温度控制将产品材料冷却到预定的第二温度。
38.根据权利要求36的非易失性计算机可读介质，其中所述方法进一步包括重复暴露和接受处理至少一次。
39.根据权利要求36的非易失性计算机可读介质，其中所述方法进一步包括确定适于原材料的第一压力和第一温度。
40.根据权利要求1的方法，其中所述第一粘度为至少约1Kcps。
41.一种合成物，包括：
具有导电材料的微粒；
至少两种玻璃材料；
至少一种有机溶剂；以及
至少一种聚合物材料，
其中所述合成物可以是将接受水动空化处理的原材料的部分。
42.根据权利要求41的合成物，其中所述合成物在室温下的粘度至少约1Kcps。
43.根据权利要求41的合成物，其中导电材料包括以下中的至少一个：
(i)Ag、Pd、Au、Pt、Ni、Cu、Ru及其合金中的至少一个；以及
(ii)碳黑、石墨烯、碳纳米管和石墨中的至少一个。
44.根据权利要求41的合成物，其中在原材料中包括至少一个导电材料的微粒具有包括至少三个平均微粒尺寸的微粒尺寸分布。
45.根据权利要求41的合成物，其中至少一个玻璃材料包括硼硅酸盐。
46.根据权利要求41的合成物，其中至少两个玻璃材料包括：
具有第一转换温度的第一玻璃材料；
具有第二转换温度的第二玻璃材料，所述第二转换温度高于第一转换温度；
其中第一玻璃材料以及第二玻璃材料在原材料中的重量比为8∶1。
47.根据权利要求41的合成物，其中所述至少两个玻璃材料具有以下中至少一个特性：
(i)在约400℃到约460℃之间的软化温度；
(ii)在约320℃到约385℃之间的玻璃转化温度；以及
(iv)在约0.1微米和3微米之间的平均微粒尺寸。
48.根据权利要求41的合成物，其中至少一种有机溶剂包括包含有醇酯和α-松油醇中的至少一个的至少一个有机溶剂。
49.根据权利要求41的合成物，其中至少一个聚合物材料包括树脂、触变剂、润滑剂、增塑剂和蜡中的至少一个。
50.根据权利要求41的合成物，其中所述合成物包括：(i)约3.5wt.％到约6.0wt.％的至少两个玻璃材料；(ii)约80wt.％到约88wt.％的包括导电材料的微粒；(iii)约10.8wt.％到约14.4wt.％的有机溶剂；以及(iv)约1.2wt.％到约1.6wt.％的聚合物材料。
51.根据权利要求41的合成物，其中所述合成物包括：(i)约3.5wt.％到约6.0wt.％的至少两种玻璃材料；(ii)约65wt.％到约75wt.％的包括导电材料的微粒；(iii)约18wt.％到约27wt.％的有机溶剂；以及(iv)约2wt.％到约3wt.％的聚合物材料。
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