Как повысить качество оптического стекла с помощью ультразвуковой системы нанесения покрытия распылением

Ультразвуковая система нанесения покрытия распылением представляет собой метод формирования тонких пленок с определенными функциями или свойствами на поверхности оптического стекла.Он использует ультразвуковые волны для распыления жидкости на мелкие капли и равномерного распыления их на поверхность оптического стекла.

В этой статье представлены принципы и процессы системы нанесения покрытия ультразвуковым распылением, анализируются различные факторы, влияющие на ее качество и эффективность, обсуждаются методы оптимизации ее параметров и сравнивается ее с другими широко используемыми технологиями нанесения покрытия.

Принципы системы нанесения покрытия ультразвуковым распылением в основном включают в себя следующие аспекты:

Ультразвуковой преобразователь: это основной компонент системы нанесения покрытия ультразвуковым распылением, отвечающий за преобразование высокочастотной электрической энергии в механическую вибрацию для генерации ультразвуковых волн.Обычно он изготавливается из пьезоэлектрических керамических материалов, а рабочая частота обычно превышает 40 кГц.

Сопло: это распыляющий компонент системы ультразвукового распыления, отвечающий за подачу жидкости к переднему концу преобразователя и плотно соединяющийся с преобразователем, образуя резонансную полость, позволяющую жидкости распыляться под воздействием высокочастотной вибрации.Обычно он изготавливается из материалов из титанового сплава, которые обладают хорошими акустическими характеристиками.

Трубка подачи жидкости: это компонент подачи жидкости системы ультразвукового распыления, отвечающий за подачу жидкости от внешнего источника к соплу.Обычно он изготавливается из нержавеющей стали или пластика с хорошей коррозионной стойкостью.

Воздушный кожух: это воздухообразующий компонент системы ультразвукового распыления, отвечающий за подачу воздуха от внешнего источника в район сопла.Он образует канал воздушного потока с соплом, смешивая воздух с распыленными каплями жидкости, а также формируя и направляя капли.Обычно он изготавливается из нержавеющей стали или пластика с хорошей коррозионной стойкостью.

Процесс нанесения покрытия ультразвуковым распылением включает в себя следующие этапы:

Выбор жидкости: выберите подходящие жидкие материалы, такие как растворители, полимеры, наночастицы и т. д., в зависимости от желаемой функции или свойств пленки.

Предварительная обработка: очистите, высушите и активируйте оптическое стекло, чтобы улучшить адгезию и однородность пленки.

Настройки параметров распыления: установите подходящие параметры распыления, такие как частота ультразвука, мощность, амплитуда, фаза, давление, температура, скорость потока, расстояние, угол и т. д., в соответствии с желаемой толщиной пленки, шероховатостью, однородностью и другими показателями.

Управление процессом распыления: отслеживайте и корректируйте процесс распыления в режиме реального времени, чтобы обеспечить качество и эффективность покрытия.

Последующая обработка: высушите, отвердите, отожгите или выполните другие процессы последующей обработки напыленного оптического стекла, чтобы улучшить стабильность и долговечность пленки.

Сравнение с другими технологиями нанесения покрытий:

Технология ультразвукового нанесения покрытия относится к процессу формирования одного или нескольких слоев тонких пленок с определенными функциями или свойствами на поверхности оптического стекла.Технология ультразвукового покрытия может изменять оптические свойства стекла, такие как отражательная способность, коэффициент пропускания, дисперсия, показатель преломления и т. д., для удовлетворения различных требований применения.Общие технологии покрытия оптического стекла включают:

Физическое осаждение из паровой фазы (PVD): PVD — это метод, который переводит твердые материалы в газообразное или плазменное состояние и наносит их на поверхность оптического стекла с использованием физических методов.С помощью PVD можно производить пленки высокого качества, высокой плотности и высокой чистоты, но для этого требуется высокая температура, высокий вакуум и сложное оборудование.Распространенные методы PVD включают вакуумное испарение и напыление.

Химическое осаждение из паровой фазы (CVD): CVD — это метод, который преобразует газообразные или жидкие материалы в твердое состояние посредством химических реакций и наносит их на поверхность оптического стекла.CVD может производить однородные, непрерывные и беспористые пленки, но для этого также требуются высокая температура, высокое давление и токсичные газы.Общие методы CVD включают термическое CVD и CVD с плазменным усилением.

Золь-гель метод (SG): Золь-гель метод включает использование золя (коллоидного раствора, содержащего ионы или молекулы металлов или неметаллов) и геля (трехмерная сетчатая структура затвердевшего золя) для приготовления пленок.Золь-гель метод позволяет производить низкотемпературные, недорогие и многокомпонентные пленки, но он требует нескольких этапов, параметров и длительного времени обработки.Распространенные золь-гель методы включают нанесение методом погружения, центрифугированием и распылением.

Покрытие центрифугированием (SC): Покрытие центрифугированием — это метод, при котором жидкость равномерно наносится на поверхность оптического стекла с помощью вращательной силы.С помощью центрифугирования можно получить простые, быстрые и недорогие пленки, но для этого требуется точный контроль скорости вращения, времени и температуры.Распространенные методы центрифугирования включают центрифугирование растворителем и полимерное центрифугирование.

По сравнению с другими технологиями нанесения покрытия, система нанесения покрытия ультразвуковым распылением имеет следующие преимущества и недостатки:

Преимущества:

Высокое качество пленки: система нанесения покрытия ультразвуковым распылением позволяет производить однородные, плотные пленки без трещин и пузырьков с превосходными оптическими свойствами и долговечностью.

Простота: система нанесения покрытия ультразвуковым распылением не требует особых условий, таких как высокая температура, высокий вакуум или высокое давление.Он также не требует сложного оборудования и операций, требуется только ультразвуковой генератор и сопло.

Экономичность: система нанесения покрытия ультразвуковым распылением отличается низким потреблением сырья и энергии.Он не требует использования токсичных или дорогих газов или растворителей, что приводит к экономии средств.

Экологичность: система нанесения покрытия ультразвуковым распылением не выделяет вредных газов или жидких отходов, а также не создает шума или электромагнитных помех, что делает ее безопасной для окружающей среды и здоровья человека.

Недостатки:

Система нанесения покрытия ультразвуковым распылением имеет несколько основных недостатков:

Ограниченная толщина пленки. Толщина пленки, достижимая с помощью системы нанесения покрытия ультразвуковым распылением, обычно составляет от нескольких сотен нанометров до нескольких микрометров, что затрудняет формирование более толстых пленок.Поэтому он не подходит для изготовления многослойных или сложноструктурированных пленок.

Сложный контроль параметров процесса. Параметры процесса ультразвуковой системы нанесения покрытия включают в себя частоту ультразвука, мощность, амплитуду, фазу, давление, температуру, скорость потока, расстояние, угол и т. д. Эти параметры имеют сложные взаимодействия и влияния, что затрудняет достижение точных результатов. контроль и оптимизация.Поэтому необходимы обширные эксперименты и моделирование.

Таким образом, система нанесения покрытия ультразвуковым распылением представляет собой технологию нанесения тонких пленок с определенными функциями или свойствами на поверхность оптического стекла.Он использует ультразвуковые волны для распыления жидкости на мелкие капли и равномерного распыления их на поверхность оптического стекла.Система нанесения покрытия ультразвуковым распылением предлагает такие преимущества, как высокое качество, низкая стоимость и экологичность, что делает ее подходящей для производства функциональных или декоративных пленок.