超聲波噴霧熱解技術(shù)是一種由超聲波誘導(dǎo)的液滴生成現(xiàn)象，具有一些有趣的特性，包括簡單、經(jīng)濟高效、連續(xù)操作、高沉積速率以及能夠在大面積表面上沉積。在低飛行速度下，獲得的液滴平均尺寸小于20 μm。這會阻礙液滴從氣相中除去，因為液滴會與反應(yīng)器壁發(fā)生碰撞、液滴之間發(fā)生碰撞以及隨之而來的融合。噴霧熱解技術(shù)具有多種優(yōu)勢，包括與真空沉積的涂層相比，獲得的涂層穩(wěn)定性更高、溶液前體多樣、經(jīng)濟高效且方便。
超聲噴頭
噴霧熱解技術(shù)是一種適應(yīng)性強的加工方法，可用于制備致密或多孔的單層和多層薄膜、陶瓷涂層和各種材料粉末。現(xiàn)有的噴霧加工技術(shù)可根據(jù)噴霧熱解工藝起始溶液反應(yīng)的能源類型進行分類，包括管式反應(yīng)器 (SP)、乳液燃燒法、蒸汽火焰反應(yīng)器和火焰噴霧熱解；也可根據(jù)用于霧化前體的方法進行分類，包括靜電、空氣加壓和超聲波噴霧熱解技術(shù)。如果溶液前體反應(yīng)所用的能源來自外部能源供應(yīng)而不是來自噴霧本身(如 VFSP 和 SP)，則該方法對所選前體和溶劑的靈敏度會降低。根據(jù)溶液前體的溶解度、類型和成本效益，噴霧熱解技術(shù)中使用各種溶劑。通常，硝酸鹽、氯化物和醋酸鹽可溶解于水和醇溶劑中，被用作金屬氧化物前體。噴霧熱解技術(shù)的另一種分類是基于系統(tǒng)中使用的霧化器類型。此外，決定所獲薄膜質(zhì)量的氣溶膠液滴大小通常取決于霧化方法。霧化方法主要有三種：靜電、氣流和超聲波。采用靜電、氣流和超聲波霧化器的噴霧熱解技術(shù)分別稱為靜電噴霧沉積、加壓噴霧熱解和超聲波或正常噴霧熱解 (SP) 。超聲波霧化基于高頻振動的機電裝置進行操作。只有低粘度的牛頓流體在通過振動表面時才能霧化，振動會使溶液霧化成液滴。
噴霧熱解技術(shù)
與其他薄膜沉積技術(shù)相比，噴霧熱解技術(shù)具有多項優(yōu)勢，包括其開放大氣工藝、開放反應(yīng)室、沉積過程中的可調(diào)性以及易于觀察沉積過程。它還具有多層制備能力，這對于制造功能分級層非常有吸引力。可以通過改變起始溶液來調(diào)整薄膜成分。噴霧熱解技術(shù)可用于處理致密多孔薄膜，方法是優(yōu)化沉積變量，包括沉積溫度、前體成分和濃度、基底溫度、溶劑類型、載氣比、溶液流速、裝置噴嘴和基底之間的距離以及流速。與氣相路線相比，噴霧熱解技術(shù)的一個主要優(yōu)勢是它能夠合成具有精確所需化學(xué)計量的多組分粒子。根據(jù)前驅(qū)體類型、基底溫度、裝置噴頭與基底之間的距離，液滴可能在未蒸發(fā)的情況下沉積，也可能在到達基底之前全分解，從而產(chǎn)生類似于化學(xué)氣相沉積的過程。燃燒可燃前驅(qū)體也可能導(dǎo)致顆粒噴霧的形成或沉積溫度的升高。
