脈沖微孔噴射法均勻球形微米級(jí)粒子的制備及其影響因素研究.pdf

1、均勻微米級(jí)液滴和粒子在基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域、電子封裝領(lǐng)域、新型能源領(lǐng)域、化工領(lǐng)域等均具有廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)有的制備方法中，按需噴射法由于硬件成本低廉、設(shè)備簡(jiǎn)單穩(wěn)定、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)具有較大的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿?。脈沖微孔噴射法(PulsatedOrifice Ejection Method，POEM)作為按需噴射法中的一種，利用壓電陶瓷帶動(dòng)壓片或傳動(dòng)桿進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)該機(jī)械振動(dòng)使每次等量的熔體從坩堝底部的微孔中噴出產(chǎn)生液滴，液滴在表面張力的作用下

2、形成球形，在下落過(guò)程中凝固成均勻粒子，并為收集系統(tǒng)收集。該方法可以滿足多種材料粒子的制備需要，且所制備的粒子具有粒徑均勻、圓球度高、熱履歷一致、粒徑可控等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文依托自行設(shè)計(jì)研制的脈沖微孔噴射系統(tǒng)制備了63Sn-37Pb均勻微米級(jí)球形粒子，通過(guò)模擬手段，評(píng)價(jià)了該方法可制備材料需滿足的物性條件;此外，研究了粒子粒徑的影響因素，構(gòu)建了設(shè)備噴射部模型，并根據(jù)此模型推導(dǎo)了粒徑的理論公式。通過(guò)研究，得到以下結(jié)論:脈沖微孔噴射系統(tǒng)可制

3、備粒徑均勻、圓球度高、表面質(zhì)量好的粒子，脈沖微孔噴射法具有較好的發(fā)展?jié)摿?制備液體和微孔之間的接觸角對(duì)液滴的產(chǎn)生有明顯影響，接觸角大于90°是該材料能夠成功制備的必要條件;表面張力對(duì)液滴的產(chǎn)生情況具有較大影響，表面張力過(guò)大或過(guò)小，都將導(dǎo)致液滴無(wú)法穩(wěn)定產(chǎn)生;增大液體的粘度會(huì)導(dǎo)致縮頸時(shí)間延長(zhǎng)，但粘度對(duì)液滴尺寸和液滴能否成功制備均無(wú)明顯影響;在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，粒徑隨著微孔直徑、坩堝內(nèi)外壓力差、傳動(dòng)桿直徑、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電壓、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)波形上升沿時(shí)