पराश्रव्य तुंड

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एक अल्ट्रासोनिक नोजल का प्रतिपादन

अल्ट्रासोनिक नोजल एक प्रकार का स्प्रे करने का ढकन है जो पीजोइलेक्ट्रिसिटी ट्रांसड्यूसर द्वारा उत्पादित उच्च आवृत्ति कंपन का उपयोग करता है जो नोजल टिप पर कार्य करता है जो एक तरल फिल्म में केशिका तरंगें बनाता है। एक बार जब केशिका तरंगों का आयाम एक महत्वपूर्ण ऊंचाई (जनरेटर द्वारा आपूर्ति की गई शक्ति के स्तर के कारण) तक पहुंच जाता है, तो वे खुद को सहारा देने के लिए बहुत लंबे हो जाते हैं और एयरोसोल के परिणामस्वरूप छोटी बूंदें प्रत्येक लहर की नोक से गिर जाती हैं।[1]

उत्पादित प्रारंभिक छोटी बूंद के आकार को प्रभावित करने वाले प्राथमिक कारक कंपन की आवृत्ति, सतह तनाव और तरल की चिपचिपाहट हैं। फ़्रीक्वेंसी आमतौर पर 20–180 kHz की सीमा में होती हैं, जो मानव श्रवण की सीमा से परे होती हैं, जहाँ उच्चतम फ़्रीक्वेंसी सबसे छोटे ड्रॉप आकार का उत्पादन करती हैं।[2]


इतिहास

1962 में डॉ. रॉबर्ट लैंग ने इस कार्य का पालन किया, अनिवार्य रूप से रेले स्कैटरिंग | रेले की तरल तरंग दैर्ध्य के सापेक्ष अपने परमाणु बूंदों के आकार के बीच एक संबंध साबित किया।[1]डॉ. हार्वे एल. बर्जर ने सबसे पहले अल्ट्रासोनिक नोज़ल का व्यावसायीकरण किया था। US A 3861852, "बेहतर अल्ट्रासोनिक परमाणु के साथ ईंधन बर्नर", published Jan 21, 1975, assigned to Harvey Berger .

अनुप्रयोग

प्रौद्योगिकी के बाद के उपयोगों में रक्त संग्रह ट्यूबों की कोटिंग, मुद्रित सर्किट बोर्डों पर फ्लक्स का छिड़काव, इम्प्लांटेबल ड्रग एल्यूटिंग स्टेंट और बैलून/कैथेटर, फ्लोट ग्लास निर्माण कोटिंग्स शामिल हैं।[3] भोजन पर एंटी-माइक्रोबियल कोटिंग,[4] दूसरों के बीच सौर सेल और ईंधन सेल निर्माण के लिए सटीक अर्धचालक कोटिंग्स और वैकल्पिक ऊर्जा कोटिंग्स।

ड्रग एल्यूटिंग स्टेंट और ड्रग कोटेड गुब्बारे

सिरोलिमस (जिसे रैपामाइसिन भी कहा जाता है) और पैक्लिटैक्सेल जैसे दवाइयों ड्रग एल्यूटिंग स्टेंट (डीईएस) और ड्रग-लेपित गुब्बारे (डीसीबी) की सतह पर लेपित होते हैं। इन उपकरणों को अल्ट्रासोनिक स्प्रे नोज़ल से बहुत लाभ होता है क्योंकि वे बिना किसी नुकसान के लेप लगाने की क्षमता रखते हैं। डीईएस और डीसीबी जैसे चिकित्सा उपकरणों को उनके छोटे आकार के कारण बहुत संकीर्ण स्प्रे पैटर्न, कम-वेग वाले एटमाइज्ड स्प्रे और कम दबाव वाली हवा की आवश्यकता होती है।[5]


ईंधन सेल

शोध से पता चला है कि प्रोटॉन विनिमय झिल्ली फ्यूल सेल के निर्माण के लिए अल्ट्रासोनिक नोजल का प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा सकता है। आमतौर पर उपयोग की जाने वाली स्याही प्लैटिनम -कार्बन निलंबन होती है, जहां प्लेटिनम सेल के अंदर उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन में उत्प्रेरक को लागू करने के पारंपरिक तरीकों में आमतौर पर स्क्रीन प्रिंटिंग या डॉक्टर-ब्लेड शामिल होते हैं। हालांकि, इन विधियों के परिणामस्वरूप सेल में गैर-समान गैस प्रवाह के परिणामस्वरूप उत्प्रेरक की प्रवृत्ति के कारण अवांछित सेल प्रदर्शन हो सकता है और उत्प्रेरक को पूरी तरह से उजागर होने से रोक सकता है, जोखिम चल रहा है कि विलायक या वाहक तरल हो सकता है झिल्ली में अवशोषित हो जाते हैं, जिनमें से दोनों प्रोटॉन एक्सचेंज दक्षता को बाधित करते हैं।[6] जब अल्ट्रासोनिक नोजल का उपयोग किया जाता है, तो स्प्रे को छोटे और समान बूंदों के आकार की प्रकृति के अनुसार आवश्यक रूप से सूखा बनाया जा सकता है, बूंदों की यात्रा की दूरी को अलग-अलग करके और सब्सट्रेट को कम गर्मी लागू करके, जैसे कि बूंदें सूख जाती हैं। सब्सट्रेट तक पहुंचने से पहले हवा। प्रक्रिया इंजीनियरों का अन्य तकनीकों के विपरीत इस प्रकार के चरों पर बेहतर नियंत्रण होता है। इसके अतिरिक्त, क्योंकि अल्ट्रासोनिक नोजल परमाणुकरण से ठीक पहले और उसके दौरान निलंबन को ऊर्जा प्रदान करता है, निलंबन में संभावित समूह टूट जाते हैं जिसके परिणामस्वरूप उत्प्रेरक की समरूपता और विषमता वितरण होता है, जिसके परिणामस्वरूप उत्प्रेरक की उच्च दक्षता होती है और बदले में, ईंधन सेल .[7][8]


पारदर्शी प्रवाहकीय फिल्म

पारदर्शी प्रवाहकीय फिल्मों (TCF) के निर्माण में इंडियम टिन ऑक्साइड (ITO) की फिल्मों को बनाने के लिए अल्ट्रासोनिक स्प्रे नोजल तकनीक का उपयोग किया गया है।[9] आईटीओ में उत्कृष्ट पारदर्शिता और कम शीट प्रतिरोध है, हालांकि यह एक दुर्लभ सामग्री है और क्रैकिंग के लिए प्रवण है, जो इसे नए लचीले टीसीएफ के लिए अच्छा उम्मीदवार नहीं बनाता है। दूसरी ओर ग्राफीन को एक लचीली फिल्म में बनाया जा सकता है, जो अत्यंत प्रवाहकीय है और इसमें उच्च पारदर्शिता है। Ag nanowires (AgNWs) को जब ग्राफीन के साथ जोड़ा जाता है, तो इसे ITO के लिए एक आशाजनक बेहतर TCF विकल्प बताया गया है।[10] पूर्व अध्ययन स्पिन और बार कोटिंग विधियों पर ध्यान केंद्रित करते हैं जो बड़े क्षेत्र के टीसीएफ के लिए उपयुक्त नहीं हैं। ग्राफीन ऑक्साइड के अल्ट्रासोनिक स्प्रे और AgNWs के पारंपरिक स्प्रे का उपयोग करने वाली एक बहु-चरणीय प्रक्रिया, जिसके बाद हाइड्राज़ीन वाष्प में कमी होती है, इसके बाद पॉलिमिथाइल मेथाक्रायलेट (पीएमएमए) टॉपकोट के अनुप्रयोग के परिणामस्वरूप एक छीलने योग्य टीसीएफ होता है जिसे बड़े आकार में बढ़ाया जा सकता है।[11]


कार्बन नैनोट्यूब

सीएनटी पतली फिल्मों का उपयोग वैकल्पिक सामग्री के रूप में पारदर्शी संवाहक फिल्मों (टीसीओ परतों) को बनाने के लिए किया जाता है।[12] टच पैनल डिस्प्ले या अन्य ग्लास सबस्ट्रेट्स के साथ-साथ जैविक सौर सेल सक्रिय परतों के लिए।[13]


एमईएम वेफर्स पर फोटोरेसिस्ट स्प्रे

माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम (एमईएम)[14] छोटे माइक्रोफैब्रिकेशन उपकरण हैं जो विद्युत और यांत्रिक घटकों को मिलाते हैं। उपकरण आकार में एक माइक्रोन से लेकर मिलीमीटर के आकार में भिन्न होते हैं, व्यक्तिगत रूप से कार्य करते हैं या सूक्ष्म पैमाने पर यांत्रिक प्रक्रियाओं को समझने, नियंत्रित करने और सक्रिय करने के लिए सरणियों में होते हैं। उदाहरणों में प्रेशर सेंसर, एक्सेलेरोमीटर और माइक्रोइंजिन शामिल हैं। एमईएम के निर्माण में photoresist की एक समान परत जमा करना शामिल है[15] सी वेफर पर। स्पिन कोटिंग तकनीक का उपयोग करके आईसी निर्माण में वेफर्स पर पारंपरिक रूप से फोटोरेसिस्ट लगाया गया है।[16] जटिल एमईएम उपकरणों में, जिनमें उच्च पहलू अनुपात के साथ नक़्क़ाशीदार क्षेत्र होते हैं, स्पिन कोटिंग तकनीकों का उपयोग करते हुए गहरी खांचे और खाइयों के शीर्ष, साइड की दीवारों और तलवों के साथ समान कवरेज प्राप्त करना मुश्किल हो सकता है, क्योंकि अतिरिक्त हटाने के लिए आवश्यक स्पिन की उच्च दर होती है। तरल। अल्ट्रासोनिक स्प्रे तकनीकों का उपयोग उच्च पहलू अनुपात MEMs उपकरणों पर फोटोरेसिस्ट की एकसमान कोटिंग्स को स्प्रे करने के लिए किया जाता है और फोटोरेसिस्ट के उपयोग और ओवरस्प्रे को कम कर सकता है।[17]


मुद्रित सर्किट बोर्ड

अल्ट्रासोनिक नोज़ल की नॉन-क्लॉगिंग प्रकृति, उनके द्वारा बनाई गई छोटी और समान छोटी बूंद का आकार, और तथ्य यह है कि स्प्रे प्लम को कसकर नियंत्रित हवा को आकार देने वाले उपकरणों द्वारा आकार दिया जा सकता है, जिससे [[वेव टांकने की क्रिया ]] प्रक्रियाओं में एप्लिकेशन काफी सफल हो जाता है। बाजार पर लगभग सभी प्रवाहों की चिपचिपाहट प्रौद्योगिकी की क्षमताओं के भीतर अच्छी तरह फिट बैठती है। सोल्डरिंग में, नो-क्लीन फ्लक्स को अत्यधिक पसंद किया जाता है। लेकिन अगर अत्यधिक मात्रा में लागू किया जाता है तो प्रक्रिया के परिणामस्वरूप सर्किट असेंबली के तल पर संक्षारक अवशेष होंगे।[18]


सौर सेल

फोटोवोल्टिक और डाई-संवेदी सौर प्रौद्योगिकी दोनों को निर्माण प्रक्रिया के दौरान तरल पदार्थ और कोटिंग्स के उपयोग की आवश्यकता होती है। इनमें से अधिकांश पदार्थ बहुत महंगे होने के कारण, अति-स्प्रे या गुणवत्ता नियंत्रण के कारण होने वाले किसी भी नुकसान को अल्ट्रासोनिक नोजल के उपयोग से कम किया जाता है। सौर सेल की निर्माण लागत को कम करने के प्रयासों में, परंपरागत रूप से बैच-आधारित फॉस्फोरिल क्लोराइड या पीओसीएल का उपयोग करके किया जाता है3 विधि, यह दिखाया गया है कि सिलिकॉन वेफर्स पर पतली जलीय-आधारित फिल्म डालने के लिए अल्ट्रासोनिक नलिका का उपयोग प्रभावी ढंग से एक समान सतह प्रतिरोध के साथ एन-प्रकार परतों को बनाने के लिए प्रसार प्रक्रिया के रूप में उपयोग किया जा सकता है।[19]


अल्ट्रासोनिक स्प्रे पायरोलिसिस

अल्ट्रासोनिक पायरोलिसिस का छिड़काव करें एक रासायनिक वाष्प जमाव | रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) विधि है जिसका उपयोग पतली फिल्म या नैनोकणों के रूप में विभिन्न सामग्रियों के निर्माण में किया जाता है। अग्रदूत सामग्री अक्सर SOL-जेल विधियों के माध्यम से गढ़ी जाती है और उदाहरणों में जलीय सिल्वर नाइट्रेट का निर्माण शामिल है,[20] जिरकोनिया कणों का संश्लेषण,[21] और ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल SOFC कैथोड का निर्माण।[22]

उच्च तापमान अल्ट्रासोनिक नोक

एक अल्ट्रासोनिक नोजल से उत्पन्न एक परमाणु स्प्रे आमतौर पर 300-400 डिग्री सेल्सियस से गर्म सब्सट्रेट के अधीन होता है।[23] स्प्रे कक्ष के उच्च तापमान के कारण, अल्ट्रासोनिक नोजल का विस्तार (चित्र और लेबल के रूप में - उच्च तापमान अल्ट्रासोनिक नोजल)[citation needed] जैसे एक हटाने योग्य टिप (टिप #2 लेबल वाले वोर्टेक्स एयर श्राउड के नीचे छिपी हुई है)[citation needed] शरीर की रक्षा करते हुए उच्च तापमान के अधीन होने के लिए डिज़ाइन किया गया है (#1 ​​लेबल किया गया है)[citation needed] अल्ट्रासोनिक नोज़ल जिसमें तापमान संवेदनशील पीजोइलेक्ट्रिकिटी तत्व होते हैं, आमतौर पर स्प्रे कक्ष के बाहर या अलगाव के अन्य माध्यमों से।[24]


संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 Lang, Robert (1962). "तरल पदार्थ का अल्ट्रासोनिक परमाणुकरण". The Journal of the Acoustical Society of America. 34 (1): 6. Bibcode:1962ASAJ...34....6L. doi:10.1121/1.1909020.
  2. ↑ Berger, Harvey (1998). अल्ट्रासोनिक तरल परमाणुकरण सिद्धांत और अनुप्रयोग. Hyde Park, NY: Partridge Hill Publishers. p. 44. ISBN 978-0-9637801-5-7.
  3. ↑ Davis, Nancy (Feb 2005). "ग्लास निर्माण के लिए अल्ट्रासोनिक स्प्रे" (PDF). Glass Magazine.
  4. ↑ DiNapoli, Jessica (2013-10-10). "सोनो-टेक खाद्य सुरक्षा को लक्षित करता है". Times Herald-Record.
  5. ↑ Berger, Harvey. "प्रौद्योगिकी निदेशक". European Medical Device Technology. Retrieved 7 February 2014.
  6. ↑ Wheeler, D; Sverdrup, G. (March 2008). "Status of Manufacturing: Polymer Electrolyte Membrane (PEM) Fuel Cells" (PDF). Technical Report. NREL/TP-560-41655: 6. doi:10.2172/924988.
  7. ↑ Engle, Robb (2011-08-08). अल्ट्रासोनिक स्प्रे एप्लिकेशन द्वारा प्लेटिनम उत्प्रेरक के उपयोग को अधिकतम करना (PDF). Proceedings of Asme 2011 5Th International Conference on Energy Sustainability & 9Th Fuel Cell Science, Engineering and Technology Conference. Vol. ESFUELCELL2011-54369. pp. 637–644. doi:10.1115/FuelCell2011-54369. ISBN 978-0-7918-5469-3.
  8. ↑ Millington, Ben; Vincent Whipple; Bruno G Pollet (2011-10-15). "अल्ट्रासोनिक-स्प्रे तकनीक द्वारा प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन फ्यूल सेल इलेक्ट्रोड तैयार करने की एक नई विधि". Journal of Power Sources. 196 (20): 8500–8508. Bibcode:2011JPS...196.8500M. doi:10.1016/j.jpowsour.2011.06.024.
  9. ↑ Z.B. Zhoua, R.Q. Cuia, Q.J. Panga, Y.D. Wanga, F.Y. Menga, T.T. Suna, Z.M. Dingb, X.B. Yub, 2001, "[1]," Preparation of indium tin oxide films and doped tin oxide films by an ultrasonic spray CVD process, Volume 172, Issues 3-4
  10. ↑ Young Soo Yun, Do Hyeong Kim, Bona Kim, Hyun Ho Park, Hyoung-Joon Jin, 2012, "[2]," Transparent conducting films based on graphene oxide/silver nanowire hybrids with high flexibility, Synthetic Metals, Volume 162, Issues 15–16, Pages 1364–1368
  11. ↑ Young-Hui Koa, Ju-Won Leeb, Won-Kook Choic, Sung-Ryong Kim, 2014, "[3]," Ultrasonic Sprayed Graphene Oxide and Air Sprayed Ag Nanowire for the Preparation of Flexible Transparent Conductive Films, The Chemical Society of Japan
  12. ↑ Majumder, Mainak; et al. (2010). "स्प्रे कोटिंग SWNT फिल्मों की भौतिकी में अंतर्दृष्टि". Chemical Engineering Science. 65 (6): 2000–2008. doi:10.1016/j.ces.2009.11.042.
  13. ↑ Steirer, K. Xerxes; et al. (2009). "कार्बनिक सौर कोशिकाओं के उत्पादन के लिए अल्ट्रासोनिक स्प्रे जमाव". Solar Energy Materials & Solar Cells. 93 (4): 447–453. doi:10.1016/j.solmat.2008.10.026.
  14. ↑ "माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम्स (एमईएमएस)".
  15. ↑ "पैटर्न स्थानांतरण".
  16. ↑ "सेमीकंडक्टर लिथोग्राफी (फोटोलिथोग्राफी) - मूल प्रक्रिया".
  17. ↑ "एक सब्सट्रेट पर एक फोटोरेसिस्ट रचना को कोटिंग करने की प्रक्रिया".
  18. ↑ Rathinavelu, Umadevi. "आक्रामक वातावरण में ऐक्रेलिक अनुरूप कोटिंग के प्रदर्शन पर नो-क्लीन फ्लक्स अवशेषों का प्रभाव" (PDF). IEEE.
  19. ↑ Voyer, Catherine (June 7, 2004). "पीवी उद्योग में इन-लाइन प्रसार के लिए उपयुक्त डोपेंट स्रोतों और निक्षेपण विधियों का मूल्यांकन". 19th European Photovoltaic Energy Conference: 848.
  20. ↑ Kalyana C. Pingali, David A. Rockstraw, and Shuguang Deng, 2005, "Silver Nanoparticles from Ultrasonic Spray Pyrolysis of Aqueous Silver Nitrate," Aerosol Science and Technology, 39:1010-1014
  21. ↑ Y. L. Song, S. C. Tsai, C. Y. Chen, T. K. Tseng, C. S. Tsai, J. W. Chen, and Y. D. Yao, 2004, "Ultrasonic Spray Pyrolysis for Synthesis of Spherical Zirconia Particles" Journal of the American Ceramic Society, Vol.87, No. 10
  22. ↑ Hoda Amani Hamedani, 2008, Investigation of Deposition Parameters in Ultrasonic Spray Pyrolysis for Fabrication of Solid Oxide Fuel Cell Cathode, Georgia Institute of Technology
  23. ↑ Nakaruk, A; D.S. Perera (Nov 6, 2010). "अल्ट्रासोनिक स्प्रे पायरोलिसिस द्वारा निक्षेपित टिटानिया फिल्म्स पर जमाव तापमान का प्रभाव". The AZo Journal of Materials Online.
  24. ↑ Carstens, James (1993). विद्युत सेंसर और ट्रांसड्यूसर. Regents/Prentice Hall. pp. 185–199. ISBN 978-0132496322.

Berger, Harvey L. Ultrasonic Liquid Atomization: Theory and Application. 2nd ed. Hyde Park: Partrige Hill, 2006. 1-177.

Lefebvre, Arthur, Atomization and Sprays, Hemisphere, 1989, ISBN 0-89116-603-3


बाहरी संबंध

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