Palas® RBG 1000在氧化铝涂层工艺优化中的优异表现
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作者:灵柯精密仪器
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发布时间: 2024-02-03
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在条件苛刻的环境中，电力发动机或电磁发电机等精密仪器，越来越需要涂层的保护，其中陶瓷涂层因其更高的机械强度和更高的耐温性颇受青睐。气溶胶沉积法（AD）是室温条件下制造陶瓷涂层的一种高效操作，可将细陶瓷粉在室温条件下直接沉积致密涂层。在此过程中，拥有一台精密的气溶胶发生器便是研究得以顺利进行的突破点之一。
Palas® RBG 1000气溶胶发生器凭借不同压力条件下的稳定发尘，为曼彻斯特大学研究团队在使用气溶胶沉积法(AD)制作氧化铝涂层时提供了更为连续稳定的气溶胶，并得出了一系列可信赖的测试数据，助力科研人员在严苛环境下探寻精密仪器设备等提高耐用度的工艺优化方法。
在氧化铝涂层生成的过程中，选择不同物理特性的粉末并评价沉积过程中颗粒的流动行为是至关重要的，该研究主要着重于通过寻找合适的粉末加工方法来提高前驱体粉末在气溶胶沉积过程中的适用性。然而，获得理想的不同物理性状粉末的结果，需要在高温高压条件下进行多次实验产生数据对比。Palas® RBG 1000气溶胶发生器为此次实验在10 -3 mbar条件下提供了持续且稳定的气溶胶颗粒，并通过如下图所示的喷嘴进入沉积室。
(a)在AD工艺中使用的不锈钢喷嘴的几何尺寸和(b)图像
氧化铝涂层的气溶胶沉积法往往需要经过颗粒气溶胶的产生、雾化、传输到基底、冲击断裂、塑性以及最终的致密几个步骤。在磨粉经过喷雾干燥机加工成氧化铝颗粒物，并雾化、干燥并收集后，会填入Palas® RBG 1000气溶胶发生器并扩散形成稳定的气溶胶，随后沉积形成氧化铝涂层。
研究发现，更大尺寸范围的颗粒物有利于产生均匀的致密涂层，但是过大的颗粒会有破坏基底的倾向。而使用Palas® RBG 1000仪器生成所需要的氧化铝气溶胶时，压实的粉末被送入设备后，通过载气的剪切流从而在刷毛中分散，得到的部分颗粒直径大小如下图所示，可见虽依旧有较大直径颗粒，但是已经有效的促进了脱团聚和减少粉末结块，提高致密度的同时保护了基底不被破坏。
(a) SEM显微照片和(b)喷雾干燥的氧化铝粉末流经气溶胶发生器后的直径分布。
Palas® RBG 1000 型气溶胶发生器可在高达3 bar压力条件下提供稳定性强和高重复性的粉尘气溶胶。该发生器提供了不同规格的耐压储粉罐组合，可以提供质量流量为0.04 – 430 g/h范围内的粉尘气溶胶，从而应对不同浓度下的实验需求。
在氧化铝涂层工艺优化的实验中，科研人员多次调整物理性态以及记录不同的冲击速度来获得不同的氧化铝涂层形成效果。RBG 1000发生器的稳定发尘能力使研究人员获得了可靠的实验数据，从而得到了一种密度更大、无明显裂缝的涂层，提高了沉积效率并提高了粘附强度，为科研事业保驾护航。
2022年德国Palas®推出新款RBG系列，在RBG 1000系列产品基础上极大的提升了性能。支持使用粉末、花粉和整体固体中产生粉尘气溶胶，质量流量约为 40 mg/h-800 g/h，三款新型气溶胶发生器 RBG professional、RBG basic和 RBG solo可满足从研究到质量保证以及校准的要求。
利用粉尘和粉末产生的低浓度固体颗粒物气溶胶适用于很多应用场合，比如颗粒物测量设备校准试验台的研究、开发与品控。发生器单次发尘的稳定性以及更低的给料速率，是产生低浓度固体颗粒物气溶胶必要条件。此外，产生气溶胶过程中的重现性也是需要保证的。RBG 系统可以在 0.04 g/h - 800 g/h质量流量范围内满足上述相关相求。
| 具有不同尺寸的储粉罐和扩散盖，快速适应不同测试条件 |
| 应用范围广，最大 10 bar 工作压力，提供不同载体气体 |
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| 通过提供的Palas®软件和 USB 接口方便远程控制RBG系统 |
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