ייצור של התמרה במצב עובי פיזואלקטריים באמצעות התזה הנוכחי ישיר של אלקטרודות צלחת על ליתיום niobate מתואר. בנוסף, הפעולה המהימנה מושגת עם בעל מתמר ומערכת אספקת נוזלים ואפיון מומחש באמצעות ניתוח עכבה, דופלר לייזר וויברמטריה, הדמיה במהירות גבוהה, ו-droplet גודל התפלגות באמצעות פיזור לייזר.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
ייצור ואפיון של מכשירי פיזואלקטריים במצב עובי לאטוביזציה
במאמר זה
סיכום
תקציר
אנו מציגים טכניקה כדי להמציא במצב פשוט עובי מכשירים פיזואלקטריים באמצעות ליתיום niobate (in). התקנים כאלה הוכחו נוזלי האטוציזציה ביעילות רבה יותר, במונחים של שיעור הזרימה לכל קלט כוח, מאשר אלה המסתמכים על גלי ריילי ומצבים אחרים של רטט ב-LN או להוביל בחומצה טיטנאט (PZT). המכשיר המלא מורכב מתמר, בעל מתמר, ומערכת אספקת נוזלים. היסודות של הידוד נוזלי אקוסטי אינם ידועים, ולכן טכניקות לאפיון המכשירים וללימוד התופעות מתוארות גם. דופלר לייזר ויברמטריה (LDV) מספק מידע רטט חיוני השוואת מתמרים אקוסטיים, במקרה זה, מציין אם המכשיר יבצע גם רטט עובי. זה יכול לשמש גם כדי למצוא את תדירות התהודה של המכשיר, אם כי מידע זה מתקבל במהירות רבה יותר באמצעות ניתוח עכבה. האטומיזציה של נוזלים רציפה, כיישום לדוגמה, דורשת בקרת זרימה זהירה, ואנו מציגים שיטה כזו עם הדמיה במהירות גבוהה והפצת מדידות בגודל droplet באמצעות פיזור לייזר.
מבוא
האטווניזציה אולטרסאונד כבר נחקרו כמעט מאה ולמרות שיש יישומים רבים, יש מגבלות להבנת הפיסיקה הבסיסית. התיאור הראשון של התופעה נעשתה על ידי ווד ולומיס ב 19271, ומאז היו התפתחויות בתחום עבור יישומים החל אספקת נוזלים aerosolized2 כדי הזרקת דלק3. למרות שהתופעה פועלת היטב ביישומים אלה, הפיסיקה הבסיסית אינה מובנת היטב4,5,6.
מגבלה מפתח בתחום של אולטראסאונד אטוזציה היא הבחירה של חומר בשימוש, להוביל זיקונוס החומצה (pzt), חומר היסטראטי נוטה חימום7 ולהוביל זיהום עם ע....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. מתמר במצב עובי ייצור באמצעות התזה DC
- תכשיר וופל
- מניחים 100 מ"מ 128YX בתוך וופל בצלחת זכוכית נקייה של לפחות 125 מ"מ קוטר. Sonicate וופל ב לפחות 200 mL של אצטון עבור 5 דקות.
- חזרו על הsonication עם אלכוהול איזופרופילי ושוב עם מים מפולים במשך 5 דקות.
- להסיר מים גלויים מן המשטח באמצעות חנקן יבש.
- להסיר לחלוטין את המים מן המשטח על ידי הצבת וופל על פלטה ב 100 ° c עבור 5 דקות. ודא כי יש גיליון של רדיד אלומיניום על פלטת המים כי זה עוזר בפיזור של הצטברות המטען על הפרוסת.
- תצהיר של אלקטרודה
- מניחים את הפרוסת וופל בחדר הריק של מערכת התצהיר הספריות ומשאבה במורד החדר כדי 5 x 10-6 mTorr. הגדר....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
מצב עובי פיזואלקטריים התקנים היו מפוברק מ-128 ליתיום niobate. איור 1 מראה הרכבה מלאה להחזיק את מתמר במקום עם בעל מתמר מותאם אישית בשימוש עם מערכת האספקה פסיבי נוזלים שפותחה עבור האטוזציה רציפה. צעדי האפיון של התקנים אלה כוללים קביעת תדירות התהודה וההרמוניה באמצעות מנתח עכבה (איור 2). התדר הבסיסי של המכשירים נמצא קרוב ל -7 MHz באמצעות הטכניקה המתוארת בפרוטוקול זה, כפי שניתן לחזות בעובי המצע. אפיון נוסף של רטט מצע בוצע באמצעות שימוש במדידות לייזר דופלר מדידות מדיד.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
הממדים ואת יחס הגובה של מתמר משפיע על מצבי רטט שהוא מייצר. בגלל הממדים לרוחב הם סופיים, יש תמיד מצבי לרוחב בנוסף מצבי עובי הרצוי. ניתן להשתמש בשיטות LDV לעיל כדי לקבוע מצבים דומיננטיים בטווח התדרים הרצוי עבור מתמר נתון. ריבוע עם ממדים מתחת 10 מ"מ בדרך כלל נותן קירוב קרוב למצב עובי. שלושה על ידי מלבנים מילימטר 10 גם עובד היטב. סרט 1 והסרט 2 להראות לאזור ldv סריקות של הכיכר ואת 3 מ"מ x 10 מ"מ התמרה לציין כי הם קרובים למצב עובי. אלה היו נחושים באופן אמפירי ולא נבחר על ידי סימולציה ועיצוב, ל.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
. למחברים אין מה לגלות
תודות
המחברים אסירי תודה לאוניברסיטת קליפורניה ולמתקן NANO3 ב-UC בסן דייגו לאספקת כספים ומתקנים לתמיכה בעבודה זו. עבודה זו בוצעה בחלקו בתשתית הננו-טכנולוגיה של סן דיאגו (SDNI) של UCSD, חברה בתשתיות הלאומיות ננוטכנולוגיה מתואמת, אשר נתמכת על ידי הקרן הלאומית למדעים (גרנט ECCS ל1542148). העבודה המוצגת כאן נתמכת בנדיבות על ידי מלגת מחקר מקרן W.M. קק. המחברים גם אסירי תודה על התמיכה של העבודה הזאת על ידי משרד המחקר הימי (דרך גרנט 12368098).
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מחקר | מגבר מגבר, סודרטון, פנסילבניה, ארה"ב | 5U1000 | |
| זרוע מפרקת | פיסו, ציריך, שוויץ | ||
| CF4 אובייקטיבי | אופטיקה אדמונד, ברינגטון, ניו ג'רזי, ארה"ב | מטרה המשמשת להדמיה במהירות גבוהה | |
| מסור חיתוך | דיסקו, טוקיו, יפן | דיסקו אוטומטי מסור חיתוך 3220 | |
| סיבים מפזר ניחוח פתיל | Weihai Industry Co., Ltd., Weihai, שאנדונג, סין | https://www.weihaisz.com/Fiber-Fragrance-Diffuser-Wick_p216.html | |
| מצלמה במהירות גבוהה | Photron, סן דייגו, ארה"ב | Fastcam Mini | |
| לייזר דופלר ויברומטר | פוליטק, וולדברון, גרמניה | UHF120 | לייזר דופלר ויברומטר ללא מגע |
| מערכת מדידת גודל טיפות פיזור לייזר | Malvern Panalytical, Malvern, בריטניה | ||
| STP5315 מצע ליתיום ניובט | PMOptics, ברלינגטון, MA, ארה"ב | PWLN-431232 | 4 "צד כפול מלוטש בעובי 0.5 מ"מ 128° מזרקי ליתיום ניובט חתוכים בסיבוב |
| Y | בקטון דיקינגסון, ניו ג'רזי, ארה" | ||
| מתקן חדר נקי Nano3 | UCSD, לה ג'ולה, קליפורניה, ארה" | ב מתבצע בו תהליך ייצור. | |
| מנתח רשת | Keysight Technologies, סנטה רוזה, קליפורניה, ארה"ב | 5061B | |
| אוסילוסקופ | Keysight Technologies, סנטה רוזה, קליפורניה, ארה"ב | InfiniiVision 2000 X-Series | |
| PSV Acquistion Software | Polytec, Waldbronn, גרמניה | גרסה 9.4 | LDV |
| תוכנה להצגת PSV Polytec | , Waldbronn, גרמניה | גרסה 9.4 | LDV תוכנה |
| מחולל אותות | NF Corporation, יוקוהמה, יפן | WF1967 גנרטור | |
| מחבר עמוד יחיד | DigiKey, Thief River Falls, MN | ED1179-ND | |
| תצהיר מקרטע | דנטון ואקום, ניו ג'רזי, ארה"ב | דנטון 18 | דנטון דיסקברי 18 מערכת מקרטע |
| הרכבה על פני השטח מגעי קפיץ | DigiKey, Thief River Falls, MN | 70AAJ-2-M0GCT-ND | |
| מטבל רקיק טפלון | ShapeMaster, אוגדן, אילינוי, ארה"ב | SM4WD1 | רקיק דיפר 4 " |
| XYZ שלב | מעבדות תור, ניוטון, ניו ג'רזי, ארה"ב | MT3 | שלבי שולחן אופטיים |
מקורות
- Wood, R. W., Loomis, A. L. XXXVIII.physical and biological effects of high-frequency sound-waves of great intensity. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 4 (22), 417-436 (1927).
- Dalmoro, A., Barba, A. A., Lambert, G., d'Amore, M.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
