本实用新型涉及一种喷射装置，具体是一种用于纳米纤维按需定向的静电喷射装置。
背景技术：
纳米纤维因体积小，性能优异，科技人员往往将其与其它材料混合制成复合材料，在体积没有明显改变的情况下，可大大提高材料的性能。而在很多应用场合下，往往需要材料性能在特定方向上实现增强，其他方向只需要满足使用要求即可。目前，纳米纤维按特定需要定向控制一直无法得到有效解决，无法满足利用纳米纤维达到定向增强的需求，限制了纳米纤维按需增强在工业生产中的应用。中国专利申请公布号为CN102744172A公布了一种快速成型装置及其静电喷射系统，该装置通过喷嘴带有负电压并利用第一电磁线圈发散、减速，第二电磁线圈加速汇聚依靠控制电路实现自动控制流量和电磁场大小，使得纳米颗粒材料在高压静电场作用下被吸附于工件表面，可以减少飞溅和纳米材料损耗，但不能实现纳米纤维在喷射过程中的定向控制。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于纳米纤维按需定向的静电喷射装置。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：通过设置电场施加装置，在毛细管喷嘴处产生高压，使其喷出的悬浮液雾化，并在雾化的悬浮液中产生电场，溶剂挥发后，可极化纳米纤维在产生的电场中极化并取向；通过设置牵引装置，使基底与毛细管喷嘴产生相对运动，从而实现可极化纳米纤维在基底表面按需定向，实现本实用新型的发明目的。
本实用新型涉及的一种用于可极化纳米纤维按需定向的静电喷射装置，包括支撑架、毛细管喷嘴、储液罐、注射泵以及供液管，支撑架包括前端设置有夹紧装置的支撑臂，毛细管喷嘴借助夹紧装置固定在支撑架上，通过供液管与储液罐和注射泵相连，其特征在于：还包括直流高压发生器、高压诱导电极、基底、直线滑台组、伺服电机和滚珠丝杠；所述毛细管喷嘴由金属材料制成，其与支撑架绝缘连接，与高压诱导电极导电连接；高压诱导电极和基底都由金属材料制成，直流高压发生器的高压端与高压诱导电极或毛细管喷嘴相连，零压端与基底相连；直线滑台组由面内X向直线滑台和Y向直线滑台构成，位于基底下方，由伺服电机和滚珠丝杠驱动。
本实用新型涉及的用于可极化纳米纤维按需定向的静电喷射装置，其特征在于：所述毛细管喷嘴下缘处设置有锥形挡圈，其由绝缘材料制成，为锥形空心结构，上下开口，毛细管喷嘴的最下缘位于锥形挡圈内部。
本实用新型涉及的用于可极化纳米纤维按需定向的静电喷射装置，其特征在于：所述支撑架的支撑臂高度可调，由绝缘材料制成。
本实用新型涉及的用于可极化纳米纤维按需定向的静电喷射装置，其特征在于：所述毛细管喷嘴与供液管连接处外侧设置有绝缘套管，其由绝缘材料制成。
本实用新型的用于可极化纳米纤维按需定向的静电喷射装置，由于设置了电场施加装置，使毛细管喷嘴释放的纳米纤维悬浮液雾化，溶剂挥发，可极化纳米纤维在受到高压诱导电极和基底形成的电场作用后，沿电场方向预取向；由于设置了基底的牵引装置，使基底与毛细管喷嘴产生相对运动，从而实现经预取向后的可极化纳米纤维在基底表面的按需定向。另外，本实用新型还具有结构简单、操作方便的优点。
附图说明
图1为本实用新型静电喷射装置的第一种结构示意图；
图2为本实用新型静电喷射装置的第二种结构示意图。
其中，1-支撑架，2-毛细管喷嘴，3-高压诱导电极，4-绝缘套管，5-供液管，6-基底，7-直线滑台组，8-锥形挡圈。
具体实施方式
以下具体实施方式仅作为非限制性实例给出，便于本实用新型得到更好地理解并将实用新型优点体现出来。任何与本实用新型类似或经其他组合方式制造的装置都在本实用新型的权利保护范围内。
实施例一
本实施例中用于可极化纳米纤维按需定向的静电喷射装置，包括支撑架1、毛细管喷嘴2、高压诱导电极3、绝缘套4、储液罐、注射泵、供液管5、基底6、直线滑台组7以及直流高压发生器，如图1所示。
支撑架1包括矩形平板底座和固定在底座上的竖向立柱，立柱上设置有高度可调的支撑臂，其由尼龙材料制成，前端设置有夹紧装置。
毛细管喷嘴2为铝管，长25mm，内径0.5mm。
高压诱导电极3为圆形铝板，直径30mm。
绝缘套管4，由PVC材料制成。
基底6为圆形铝板，直径180mm。
直线滑台组7由可左右移动的X向直线滑台和可前后移动的Y向直线滑台构成。
毛细管喷嘴2通过供液管5与注射泵及储液罐相连；绝缘套管4设置在毛细管喷嘴2与供液管5的连接处外侧，由支撑架1的支撑臂前端夹紧装置固定；绝缘套管4下方、毛细管喷嘴2的外侧固定设置高压诱导电极2，毛细管喷嘴2位于其中心位置，并与其导电连接，毛细管喷嘴2下缘与高压诱导电极2底面之间的距离15mm；基底6和直线滑台组7放置在支撑架1的底座上，毛细管喷嘴2的正下方，基底6位于直线滑台组7的上方，直线滑台组7由伺服电机和滚珠丝杠驱动；毛细管喷嘴2与直流高压发生器的负极相连，为负高电压端，基底6与其正极相连，为0电位。
工作时，将30nm的多壁碳纳米管和无水乙醇溶剂按0.1g/ml的比例混合后，注入储液罐中，通过支撑架1将毛细管喷嘴2下缘到基底6的距离调整为60mm；，借助双面胶将预浸料固定放置在基底6表面。开启注射泵，使储液罐中的悬浊液通过供液管5流向毛细管喷嘴2。同时启动直流高压发生器和伺服电机，直流高压发生器使毛细管喷嘴2和高压诱导电极3产生高压，在高压作用下，毛细管喷嘴2内的液滴炸裂雾化；伺服电机驱动直线滑台组7带动基底6和预浸料沿预设方向运动；雾化后的悬浊液，无水乙醇溶剂挥发，多壁碳纳米管在下落过程中，受到高压诱导电极3和基底6之间电场的作用，沿电场方向取向，取向后的多壁碳纳米管落在运动中的预浸料上，从而转化为沿预设方向上的取向，实现多壁碳纳米管在预浸料上的按需定向。
实施例二
本实施例中用于可极化纳米纤维按需定向的静电喷射装置，包括支撑架1、毛细管喷嘴2、高压诱导电极3、绝缘套4、储液罐、注射泵、供液管5、基底6、直线滑台组7、锥形挡圈8以及直流高压发生器，如图2所示。
支撑架1包括矩形平板底座和固定在底座上的竖向立柱，立柱上设置有高度可调的支撑臂，其由PVC材料制成，支撑臂前端设置有夹紧装置。
毛细管喷嘴2为铜管，长35mm，内径1.2mm。
高压诱导电极3为正方形铜板，边长40mm。
绝缘套管4，由尼龙材料制成。
基底6为正方形铜板，边长300mm。
直线滑台组7由可左右移动的X向直线滑台和可前后移动的Y向直线滑台构成。
锥形挡圈8为壁厚2mm的锥形结构，上下开口，高8mm，由聚乙烯材料制成，底角45°。
毛细管喷嘴2通过供液管5与注射泵及储液罐相连；绝缘套管4设置在毛细管喷嘴2与供液管5的连接处外侧，由支撑架1的支撑臂前端夹紧装置固定；绝缘套管4下方、毛细管喷嘴2的外侧固定设置高压诱导电极2，毛细管喷嘴2位于其中心位置，并与其导电连接，毛细管喷嘴2下缘与高压诱导电极2底面之间的距离25mm；基底6和直线滑台组7放置在支撑架1的底座上，毛细管喷嘴2的正下方，基底6位于直线滑台组7的上方，直线滑台组7由伺服电机和滚珠丝杠驱动；高压诱导电极3与直流高压发生器的负极相连，为负高电压端，基底6与其正极相连，为0电位。锥形挡圈8安装在毛细管喷嘴2下缘处，锥形挡圈8的下缘伸出毛细管喷嘴2的下缘5mm。
工作时，将40nm的碳纳米纤维和无水乙醇溶剂按0.2g/ml的比例混合后，注入储液罐中，通过支撑架1将毛细管喷嘴2下缘到基底6的距离调整为80mm；借助双面胶将环氧树脂膜固定在基底6表面。开启注射泵，使储液罐中的悬浊液通过供液管5流向毛细管喷嘴2。同时启动直流高压发生器和伺服电机，直流高压发生器使毛细管喷嘴2和高压诱导电极3产生高压，在高压作用下，毛细管喷嘴2内的液滴炸裂雾化；伺服电机驱动直线滑台组7带动基底6和环氧树脂膜沿预设方向运动；雾化后的悬浊液，无水乙醇溶剂挥发，碳纳米纤维在下落过程中，受到高压诱导电极3和基底6之间电场的作用，沿电场方向取向，取向后的碳纳米纤维落在运动中的环氧树脂膜上，从而转化为沿预设方向上的取向，实现碳纳米纤维在环氧树脂膜上的按需定向。