本发明涉及雾化器
技术领域：
，尤其涉及一种用于雾化器的压电陶瓷振动片亲水处理方法。
背景技术：
：超声波雾化器利用电子高频震荡，通过陶瓷振动片的高频谐振，将液态水分子结构打散而产生自然飘逸的水雾。在振动过程中，超声波的频率伸缩将水喷起，并在瞬间发生空化作用形成云雾，同时，由于液体内局部压力降低时，液体内部或液固交界面上形成蒸气或气体的空穴。压电陶瓷振动片表面的玻璃釉层降低了镀银层表面液体的表面张力，分子间的束缚力下降，气泡被“拉住”的力下降，而此时液体内部某点与大气压差不变，气泡容易产生出来。表面气泡产生后会发生积聚，越来越多，使其表面与液体之间产生一层气体隔层，超声波振动过程会产生无效振动，严重影响超声波雾化效率。技术实现要素：本发明的目的在于提出一种用于雾化器的压电陶瓷振动片亲水处理方法，具有提高压电陶瓷振动片亲水性能的特点。为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种用于雾化器的压电陶瓷振动片亲水处理方法，所述方法包括以下步骤：对用于雾化器的压电陶瓷振动片通过等离子化学气相沉积方法在压电陶瓷振动片的表面镀纳米亲水膜，所述纳米亲水膜与雾化器中的液体直接接触。进一步的，纳米亲水膜是由亲水材料通过等离子增强化学气相沉积方法获得的；所述亲水材料是无氟亲水材料，化学通式为：r-si-(orx)3；其中，-r为多碳长链烷基，碳原子数量3-16个，-rx为-cl、-ch3、-c2h5其中一种或者多种。进一步的，等离子化学气相沉积方法包括以下工艺步骤：(1)等离子活化处理，将压电陶瓷振动片置于气体流中进行活化处理；(2)亲水材料汽化；(3)通过射频电源提供功率，设备腔体内等离子气体载气与汽化的亲水材料进行碰撞反应，使亲水材料在压电陶瓷振动片表面进行附着和沉积形成纳米亲水膜层；(4)净化阶段：破真空。进一步的，步骤(1)中，气体流量：1000-2500ul/s，真空度保持在0.04-0.2mbar范围内，活化时间1-5min。活化的时间与气体流量有关，气体流量越大，活化时间越短。当气体流量小于1000ul/s时，反应速率较慢，活化时间太长；当气体流量大于1700ul/s时，气体流速过大，容易造成设备腔内气体不均匀，影响活化效果。进一步的，步骤(2)中，亲水材料在加热杯中汽化，亲水材料滴入加热杯的流量为0.5-5ul/s，加热温度为75-150℃。进一步的，步骤(3)中，射频电源提供的功率为脉冲波200-800w或连续波200-800w，设备腔体内温度控制在40-60℃，真空度保持在0.01-0.2mbar范围内。进一步的，步骤(3)中，反应时间为10-60min，形成的纳米亲水膜层厚度为60-200nm。进一步的，步骤(4)中，净化阶段的净化时间为1-5min。缓慢破真空使压电陶瓷振动片表面纳米亲水膜能进行有效附着和密堆积。进一步的，上述方法还包括前处理步骤；前处理的方法为：将压电陶瓷振动片在镀纳米亲水膜之前放入温度45℃，湿度5％的恒温恒湿环境中烘干，烘干时间为20-45min。进一步的，上述方法还包括后处理步骤；后处理的办法为：将经镀亲水膜之后的样本密封包装，放置在温度45℃，湿度5％的恒温恒湿的环境中20-45min。本发明的有益效果为：通过在压电陶瓷振动片表面上镀纳米亲水膜，可以提高压电陶瓷振动片的亲水性，提高压电陶瓷振动片的表面能，提高其表面液体的表面张力，进行亲水处理，水在压电陶瓷振动片表面铺展，而不会形成圆珠状，减少振动片表面与水之间形成空气隔层的概率，抑制气泡的产生，提高超声波雾化的效率。通过等离子化学气相沉积的方法来镀上纳米亲水膜，具有成膜质量好的优点。采用不含氟的亲水材料，生产过程中不产生含氟的废气，产品也不含氟，符合环保的使用要求。在镀膜的前后都有相应的前处理和后处理步骤，保证镀膜前，基材表面洁净干燥，有利于提高膜层质量；后处理则保证样品隔绝空气中氧气和水分，避免膜层被污染。在镀膜过程中，保持一个连续稳定的镀膜环境，有利于膜层的有效附着和密堆积，提高膜层质量，膜层在压电陶瓷振动片表面附着沉积更牢固，亲水性能更持久。具体实施方式下面结合具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。一种用于雾化器的压电陶瓷振动片亲水处理方法，所述方法包括以下步骤：对用于雾化器的压电陶瓷振动片通过等离子化学气相沉积方法在压电陶瓷振动片的表面镀纳米亲水膜，所述纳米亲水膜与雾化器中的液体直接接触。压电陶瓷振动片的表面常布施镀有釉层，釉层会降低振动片液体的表面张力，分子间的束缚力下降，气泡被“拉住”的力下降，而液体内部某点与大气压差不变，因此在雾化器工作过程中，压电陶瓷振动片的表面会积聚越来越多的气泡，使其表面与液体之间产生一层气体隔层，严重影响超声波雾化效率。本发明通过等离子化学气相沉积的方法在雾化器压电陶瓷振动片表面镀上纳米亲水膜，可以提高压电陶瓷振动片的表面能，提高其表面液体的表面张力，进行亲水处理，水在压电陶瓷振动片表面铺展，而不会形成圆珠状，减少振动片表面与水之间形成空气隔层的概率，抑制气泡的产生，提高压电陶瓷振动片的亲水性，提高超声波雾化的效率。进一步的，纳米亲水膜是由亲水材料通过等离子增强化学气相沉积方法获得的；所述亲水材料是无氟亲水材料，化学通式为：r-si-(orx)3；其中，-r为多碳长链烷基，碳原子数量3-16个，-rx为-cl、-ch3、-c2h5其中一种或者多种。通过等离子增强化学气相沉积方法来给压电陶瓷振动片镀纳米亲水膜，具有成膜质量好的优点。采用无氟的亲水材料，生产中不产生含氟的废气，产品也不含氟，更符合环保无毒的使用要求。亲水材料分子结构为r-si-(orx)3，其两端分别对有机物和无机物有较好的化学键结合力，起到桥接作用，-r端可与有机物结合，-(orx)3端可与无机物结合。压电陶瓷振动片的表面为玻璃釉，主要成分为无机物，所以形成的亲水膜对压电陶瓷振动片有较好的附着结合效果。进一步的，等离子化学气相沉积方法包括以下工艺步骤：(1)等离子活化处理，将压电陶瓷振动片置于气体流中进行活化处理；(2)亲水材料汽化；(3)通过射频电源提供功率，设备腔体内等离子气体载气与汽化的亲水材料进行碰撞反应，使亲水材料在压电陶瓷振动片表面进行附着和沉积形成纳米亲水膜层；(4)净化阶段：破真空。(包装好压电陶瓷振动片上的导电片后，将压电陶瓷振动片放入气体流中。气体可以是he、ar、n2或o2中的一种或多种组合。通过放电产生相应的等离子体，对压电陶瓷振动片表面进行活化和功能改善，可以提高压电陶瓷振动片的表面性能，增加后续纳米镀膜的牢固性。通过射频放电，往设备腔体内提供功率，使设备腔体内等离子气体载气与汽化的亲水材料进行碰撞反应，产生大量的反应活性物质，而整个体系保持在较低的温度下，可以节约能量，节省能源。通过缓慢破真空，使压电陶瓷振动片表面的纳米亲水膜不至于出现凹裂等现象，使压电陶瓷振动片表面纳米亲水材料进行有效附着和密堆积。进一步的，步骤(1)中，气体流量：1000-2500ul/s，真空度保持在0.04-0.2mbar范围内，活化时间1-5min。活化的时间与气体流量有关，气体流量越大，活化时间越短。当气体流量小于1000ul/s时，反应速率较慢，活化时间太长；当气体流量大于1700ul/s时，气体流速过大，容易造成设备腔内气体不均匀，影响活化效果。进一步的，步骤(2)中，亲水材料在加热杯中汽化，亲水材料滴入加热杯的流量为0.5-5ul/s，加热温度为75-150℃。通过控制亲水材料的加入量和加热温度来控制进入设备腔的亲水材料的汽量，能保证亲水材料与等离子气体充分发应，节约亲水材料的用量。当亲水材料的滴入流量小于0.5ul/s时，反应速率太慢；当亲水材料的滴入流量大于5ul/s，进入设备腔的亲水材料的汽量太大，无法与等离子气体充分发应，浪费能源。进一步的，步骤(3)中，射频电源提供的功率为脉冲波200-800w或连续波200-800w，设备腔体内温度控制在40-60℃，真空度保持在0.01-0.2mbar范围内。通过射频放电，往设备腔体内提供功率，使设备腔体内等离子气体载气与汽化的亲水材料进行碰撞反应，产生大量的反应活性物质。当功率低于200w时，产生的反应活性物质太少，反应的速率太慢；当功率高于800w时，产生的反应活性物质太多，没办法充分反应，造成能源浪费。进一步的，步骤(3)中，反应时间为10-60min，形成的纳米亲水膜层厚度为60-200nm。在镀膜过程中，保持在一个稳定的镀膜环境中发应，有利于膜层的有利于膜层的有效附着和密堆积，提高膜层质量，膜层在压电陶瓷振动片表面附着沉积更牢固，保证了亲水性能的持久性。反应时间跟纳米亲水膜的厚度需求有关，反应时间越长，纳米亲水膜的厚度越大。进一步的，步骤(4)中，净化阶段的净化时间为1-5min。缓慢破真空使压电陶瓷振动片表面纳米亲水膜能进行有效附着和密堆积。破真空的时间与镀膜真空度和镀膜时间有关，镀膜真空度越大，破真空时间越长，镀膜时间越长，破真空时间越长。进一步的，上述方法还包括前处理步骤；前处理的方法为：将压电陶瓷振动片在镀纳米亲水膜之前放入温度45℃，湿度5％的恒温恒湿环境中烘干，烘干时间为20-45min。在镀膜前进行相应的前处理步骤，可以保证镀膜前，压电陶瓷振动片的表面洁净干燥，有利于提高膜层质量。进一步的，上述方法还包括后处理步骤；后处理的办法为：将经镀亲水膜之后的样本密封包装，放置在温度45℃，湿度5％的恒温恒湿的环境中20-45min。在镀纳米亲水膜过程结束后进行后处理，保证样品隔绝空气中氧气和水分，很好的避免了膜层被污染。以下通过实施例进一步说明本发明。实施例1-5中的用于雾化器的压电陶瓷振动片亲水处理方法，均包括以下步骤：(1)等离子活化处理，将压电陶瓷振动片置于气体流中进行活化处理；(2)亲水材料汽化；(3)通过射频电源提供功率，设备腔体内等离子气体载气与汽化的亲水材料进行碰撞反应，使亲水材料在压电陶瓷振动片表面进行附着和沉积形成纳米亲水膜层；(4)净化阶段：破真空在步骤(1)之前，将压电陶瓷振动片在恒温恒湿环境中进行前处理。在步骤(4)之后对镀亲水膜的压电陶瓷振动片进行后处理：将经镀亲水膜的压电陶瓷振动片密封包装，放置于恒温恒湿环境。实施例1-6中的亲水材料的化学通式为r-si-(orx)3；其中，r为多碳长链烷基，碳原子数量3-16；-rx为-cl、-ch3、-c2h5其中一种或者多种。实施例1-6中各步骤参数如下表所示。对实施例1-6获得的镀有亲水膜的压电陶瓷振动片以及未镀膜压电陶瓷振动片进行测试，测试结果如下表所示。样品序号实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6未镀膜样品132.0°30.0°28.0°17.6°29.1°12.0°73.1°228.5°29.5°26.0°17.1°27.8°10.5°69.5°327.6°25.6°26.2°13.8°29.6°13.8°69.9°430.2°26.2°28.2°17.8°28.4°15.6°68.8°529.5°31.5°24.2°19.3°25.7°11.5°72.7°630.228.227.616.227.910.271.5°实施例1-5获得的压电陶瓷振动片以及未镀膜压电陶瓷振动片分别安装在雾化器上，雾化器持续工作观察压电陶瓷振动片表面是否出现气泡，结果如下表所示。以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。当前第1页12