基于剪切力自驱动的涂层制备装置

本公开涉及施工工具，尤其是涉及一种基于剪切力自驱动的涂层制备装置。

背景技术：

1、目前涂层制备、成膜技术，在生物医药、化学化工和机械电子等各个领域都发挥着重要作用，提供材料或设备所需要的功能改进、寿命延长和稳定性提升等，进而提升材料或设备的整体性能，节约成本开销。但是目前而言，对于处于流动液体工作环境中的涂层，由于液体黏性的存在，涂层的附近会形成边界层，存在流体的流速差异，因而导致剪切力的产生，使得其寿命和时效性大大缩短。

2、传统使用静态反应装置浸提制备涂层的方式，反应物质常呈现团聚形态，并且其附着于样品表面的过程取决于随机碰撞，导致反应物沉积在样品表面在微纳尺度下不均匀且不平整，具有较低的结合力，容易受到流体剪切力的影响剥落，因而具有较低的时效性和稳定性。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种基于剪切力自驱动的涂层制备装置，包括反应装置、循环管路以及动力装置，其中，所述反应装置包括壳体和流体槽，所述流体槽设置在所述壳体内，所述流体槽用于放置待镀层样品，所述壳体设置有开口相对的进液口和出液口，所述流体槽的两端分别与所述进液口和所述出液口连通；

2、所述循环管路的两端分别连接所述进液口和所述出液口，所述动力装置与所述循环管路连接，所述动力装置用于驱动反应液体在所述循环管路和所述流体槽中流动。

3、可选的，所述流体槽包括一体贯通的扩散区、制备区和收敛区，其中，所述扩散区与所述进液口连通，且所述扩散区由窄至宽逐渐扩散形成所述制备区的首端；

4、所述制备区的尾端由宽至窄逐渐收敛形成所述收敛区，所述收敛区与所述出液口连通。

5、可选的，所述扩散区包括入液段和扩散段，所述入液段与所述进液口连通，所述入液段与所述扩散段的连接处弧形过渡且弧顶相对，且所述入液段的直径小于所述扩散段的直径。

6、可选的，所述循环管路上设置有控温槽，所述控温槽设置在靠近所述出液口的一侧，所述控温槽用于检测调节反应液温度。

7、可选的，所述循环管路上还设置有温度传感器，所述温度传感器设置在所述控温槽的顺时针方向上。

8、可选的，所述循环管路上还设置有流量传感器，所述流量传感器用于检测所述循环管路中反应液的流速。

9、可选的，所述动力装置为蠕动泵、离心泵或灌注泵。

10、可选的，所述循环管路上设置有接头，所述接头用于灌注反应液。

11、可选的，所述壳体包括上盖和下盖，所述上盖和所述下盖密封连接，所述进液口和所述出液口设置在所述下盖的两端。

12、与现有技术相比，本公开的有益效果是：本公开通过使反应液在循环管路和反应装置中流动，使静态的膜制备改变为反应液动态流动的膜制备，使涂层有效物质沉积吸附的过程更加均匀平整，降低物质累积过程中的混乱程度，提升涂层在流动液体环境中，抗剪切力冲刷的能力，本公开利用剪切力驱动反应液有序、规律且平整的吸附于基底表面，反应液体流动在基底表面所产生的剪切力能够拆散团聚的多个反应物分子，使得反应物能以单个分子的形态吸附在基底表面，从而提升表面的平整度、结合力和抵抗剪切力冲刷的能力。

技术特征：

1.一种基于剪切力自驱动的涂层制备装置，其特征在于，包括反应装置(1)、循环管路(2)以及动力装置(3)，其中，

2.根据权利要求1所述的基于剪切力自驱动的涂层制备装置，其特征在于，所述流体槽(12)包括一体贯通的扩散区(121)、制备区(122)和收敛区(123)，其中，

3.根据权利要求2所述的基于剪切力自驱动的涂层制备装置，其特征在于，所述扩散区(121)包括入液段(124)和扩散段(125)，所述入液段(124)与所述进液口(13)连通，所述入液段(124)与所述扩散段(125)的连接处弧形过渡且弧顶相对，所述入液段(124)的直径小于所述扩散段(125)的直径。

4.根据权利要求1所述的基于剪切力自驱动的涂层制备装置，其特征在于，所述循环管路(2)上设置有控温槽(4)，所述控温槽(4)设置在靠近所述出液口(14)的一侧，所述控温槽(4)用于检测调节反应液温度。

5.根据权利要求4所述的基于剪切力自驱动的涂层制备装置，其特征在于，所述循环管路(2)上还设置有温度传感器(5)，所述温度传感器(5)设置在所述控温槽(4)的顺时针方向上。

6.根据权利要求1所述的基于剪切力自驱动的涂层制备装置，其特征在于，所述循环管路(2)上还设置有流量传感器(6)，所述流量传感器(6)用于检测所述循环管路(2)中反应液的流速。

7.根据权利要求1所述的基于剪切力自驱动的涂层制备装置，其特征在于，所述动力装置(3)为蠕动泵、离心泵或灌注泵。

8.根据权利要求1所述的基于剪切力自驱动的涂层制备装置，其特征在于，所述循环管路(2)上设置有接头(7)，所述接头(7)用于灌注反应液。

9.根据权利要求1所述的基于剪切力自驱动的涂层制备装置，其特征在于，所述壳体(11)包括上盖(111)和下盖(112)，所述上盖(111)和所述下盖(112)密封连接，所述进液口(13)和所述出液口(14)设置在所述下盖的两端，所述流体槽(12)设置在所述下盖(112)中。

技术总结
本公开涉及涂层制备技术领域，尤其是涉及一种基于剪切力自驱动的涂层制备装置。该装置包括包括反应装置、循环管路以及动力装置，所述反应装置包括壳体和流体槽，所述流体槽设置在所述壳体内，所述流体槽用于放置待镀层样品，所述壳体设置有开口相对的进液口和出液口，所述流体槽的两端分别与所述进液口和所述出液口连通；所述循环管路的两端分别连接所述进液口和所述出液口，所述动力装置与所述循环管路连接，所述动力装置用于驱动反应液体在所述循环管路和所述流体槽中流动。通过实施本公开的技术方案，可以使涂层物质均匀吸附于样品表面，具有较好的平整度和抗剪切力冲刷能力，因而具有较高的稳定性和可持续性。

技术研发人员：高原,吉训明,李明,姜缪文,尹志臣
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：20221021
技术公布日：2024/1/12