本实用新型专利技术公开了一种基于热释电效应的纳米喷射-微纳复合喷射装置。该纳米喷射装置包括喷射机构、热释电晶体、压力源、热源以及控制机构，该装置通过热释电晶体在热源作用下产生电场，将溶液拉出形成纳米级液滴，其可避免传统纳米喷射装置上直接施加电场所需的高电压和复杂电路引起的诸多问题。该微纳复合喷射装置还增加了传统喷射装置的压电机构，当需制作微米级液滴时，断开热源，即可采用进行微米级喷射，从而实现微纳米的复合转换。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及微滴喷射及其自由成形
，尤指一种基于热释电效应的纳米喷射装置及微纳复合喷射装置的机构设计。
技术介绍
微滴喷射装置被广泛应用于印刷电路板制造技术、显示器制造技术以及喷墨打印机技术等。目前微滴喷射装置根据其喷射分辨率不同，通常分为微米级喷射和纳米级喷射，两者的喷射原理完全不同。微米级喷射是通过驱动膜片等使喷射腔内的液体喷射而出，是一种“喷”式喷射，其结构相对简单；而近年来，备受关注的电流体喷射是一种“拉”式喷射，可达到纳米级的分辨率，但由于需要配备高压电路和复杂电极，其应用受到较大限制。针对现有纳米级喷射装置的不足，需要设计一种喷射装置，其可避免直接施加电场所需的高电压和复杂电路引起的诸多问题。另一方面，由于微米喷射与纳米喷射在原理、喷嘴结构及其他辅助设备上的不同，一般在喷射印刷技术中很难实现两者的复合使用，为此在对具有纳米级结构的产品进行喷射时，必须采用纳米喷射装置，即使某些结构可以采用微米级喷射，也很难再转换到微米喷射设备中，这将大大降低喷射效率。针对这一问题，开发一种微米与纳米喷射复合的装置意义重大。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种基于热释电效应的纳米喷射装置，其通过热释电效应产生强电场，无需复杂电路，结构简单。本技术所要解决的另一技术问题在于提供一种基于热释电效应的微纳复合喷射装置，其可以方便实现微米及纳米喷射的切换。为解决上述技术问题，本技术的技术解决方案是：一种基于热释电效应的纳米喷射装置，包括喷射机构、热释电晶体、压力源、热源以及控制机构；该喷射机构包括喷嘴、喷射腔以及储料筒，该喷嘴设置在喷射腔的下方，该喷射腔与该储料筒内的储料腔相连通，该储料筒设有进口接头与外部的压力源相连接，该压力源使储料腔内部形成背压；该热释电晶体设置在所述喷嘴的正下方；该热源对热释电晶体加热以产生热释电效应。优选地，所述的喷射腔直接设置在储料筒的下方，或者通过一流道与所述的储料腔相连通。优选地，所述的储料筒外侧设置有加热圈；该加热圈外侧设置有隔热圈。优选地，所述的流道内设置一加热棒。优选地，进一步包括热释电晶体夹持及运动机构，该热释电晶体夹持及运动机构包括用以固定安装热释电晶体的夹持架以及可调节夹持架高度的直线电机。一种基于热释电效应的微纳复合喷射装置，包括喷射机构、热释电晶体、压力源、热源以及控制机构；该喷射机构包括喷嘴、喷射腔、驱动膜片、推杆、压电陶瓷以及储料筒；该喷嘴设置在喷射腔的下方，该驱动膜片设置在该喷射腔的上方，该推杆位于所述驱动膜片上方；所述的压电陶瓷施加电压后产生变形带动推杆移动；该储料筒内的储料腔通过流道与所述的喷射腔相连通，该储料筒设有进口接头与外部的压力源相连接，该压力源使储料腔内部形成背压；该热释电晶体设置在所述喷嘴的正下方；该热源对热释电晶体加热以产生热释电效应。优选地，所述的储料筒外侧设置有加热圈；该加热圈外侧设置有隔热圈。优选地，所述的流道内设置一加热棒。优选地，进一步包括热释电晶体夹持及运动机构，该热释电晶体夹持及运动机构包括用以固定安装热释电晶体的夹持架以及可调节夹持架高度的直线电机。优选地，所述的喷射机构进一步包括可将压电陶瓷的变形量放大的压电放大机构；该压电放大机构为菱形放大机构，所述的推杆通过锁紧螺母固定在菱形放大器的一侧，所述的压电陶瓷安装在菱形放大器的中间。采用上述方案后，本技术提出了基于热释电效应的纳米喷射技术，可避免传统纳米喷射装置上直接施加电场所需的高电压和复杂电路引起的诸多问题。具体的，本技术具有如下优点：1．将传统的“推”式喷射装置直接用于热释电效应喷射，当热释电晶体在热源作用下产生电场时，利用微喷嘴作为限位体提高纳米喷射稳定性，确保液滴的定位精度；2．将传统微米喷射方式与热释电效应喷射方式相结合，通过热释电晶体的切换实现无需更换装置的微纳复合喷射方式，这样在进行具有复合特征尺寸的喷射场合时，就可以根据所需特征尺寸灵活选择工作模式，有效提高生产效率。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术所述喷射及压电放大机构的示意图；图3为本技术所述喷射及压电放大机构的剖视图；图4为本技术具体应用的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详述。在此需要说明的是，下面所描述的本技术各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本技术所揭示的是一种基于热释电效应的纳米喷射装置，如图1至图3所示，为本技术所述纳米喷射装置的较佳实施例。所述的纳米喷射装置包括喷射机构1、热释电晶体2、压力源、热源以及控制机构。其中：所述的喷射机构1包括喷嘴101、喷射腔102以及储料筒103，所述的喷嘴101设置在喷射腔102的下方，该喷射腔102与所述储料筒103内的储料腔相连通，该储料筒103设有进口接头104与外部的压力源相连接。所述的热释电晶体2设置在喷射机构1的喷嘴101正下方。所述的压力源图中未示出，其可以为气源，用以使储料腔内部形成一定的背压。所述的热源图中也未示出，其用以对热释电晶体2加热，使该热释电晶体2产生热释电效应。该热源可以为高精度红外热源。所述的控制机构也未在图中显示，其用于控制各部件的动作。上述纳米喷射装置的工作原理为：当红外热源开始工作时，喷嘴101与热释电晶体2之间形成电压差（当喷嘴与热释电晶体薄片间的距离适当时，100℃下的热释电晶体可产生电流体喷射时极间10KV的电压），当电场力足够大时，受背压作用汇聚在喷嘴101处的溶液将被拉出形成纳米级液滴，由于喷嘴101处于热释电晶体2的上方，液滴会沉积在基底材料上成型。进一步的，所述的喷射腔102可以直接设置在储料筒103的下方，也可以通过一流道105与所述的储料腔相连通。为了增加喷射材料的流动性，或者对于常态为固态的喷射材料来说，可以在储料筒103外侧设置加热圈106，在喷射材料进入到储料腔之后，通过加热圈106对材料进行一次加热，为了防止热量的散失以及影响到其他零部件，可以在加热圈106的外面添加了一个隔热圈107，起到隔热作用的同时也起到了安全保护的作用。还可以在流道105内设置一加热棒108，进一步增加材料的流动性。所述储料腔的底部可以加工成锥形，有利于喷射材料的汇聚以及供给到流道105中。由于热释电晶体2距离喷嘴101位置的远近，直接影响着喷嘴附近所形成的电场的强弱，进而影响所制备的微滴的质量，因此在实际使用时，需要可以更精确的设置热释电晶体2与喷嘴101之间的距离。本实施例通过设置热释电晶体夹持及运动机构3来实现。该热释电晶体夹持及运动机构3包括用以固定安装热释电晶体2的夹持架31以及可调节夹持架31高度的直线电机32，采用直线电机32的目的是因为直线电机的精度相对较高，也可以采用其他运动机构。继续配合图1至图3所示，本技术还揭示了本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于热释电效应的纳米喷射装置，其特征在于：包括喷射机构（1）、热释电晶体（2）、压力源、热源以及控制机构；该喷射机构包括喷嘴（101）、喷射腔（102）以及储料筒（103），该喷嘴设置在喷射腔的下方，该喷射腔与该储料筒内的储料腔相连通，该储料筒（103）设有进口接头（104）与外部的压力源相连接，该压力源使储料腔内部形成背压；该热释电晶体（2）设置在所述喷嘴（101）的正下方；该热源对热释电晶体（2）加热以产生热释电效应。
【技术特征摘要】
1.一种基于热释电效应的纳米喷射装置，其特征在于：包括喷射机构（1）、热释电晶体（2）、压力源、热源以及控制机构；该喷射机构包括喷嘴（101）、喷射腔（102）以及储料筒（103），该喷嘴设置在喷射腔的下方，该喷射腔与该储料筒内的储料腔相连通，该储料筒（103）设有进口接头（104）与外部的压力源相连接，该压力源使储料腔内部形成背压；该热释电晶体（2）设置在所述喷嘴（101）的正下方；该热源对热释电晶体（2）加热以产生热释电效应。
2.根据权利要求1所述的基于热释电效应的纳米喷射装置，其特征在于：所述的喷射腔（102）直接设置在储料筒（103）的下方，或者通过一流道（105）与所述的储料腔相连通。
3.根据权利要求1所述的基于热释电效应的纳米喷射装置，其特征在于：所述的储料筒（103）外侧设置有加热圈（106）；该加热圈（106）外侧设置有隔热圈（107）。
4.根据权利要求2所述的基于热释电效应的纳米喷射装置，其特征在于：所述的流道（105）内设置一加热棒（108）。
5.根据权利要求1所述的基于热释电效应的纳米喷射装置，其特征在于：进一步包括热释电晶体夹持及运动机构（3），该热释电晶体夹持及运动机构包括用以固定安装热释电晶体（2）的夹持架（31）以及可调节夹持架（31）高度的直线电机（32）。
6.一种基于热释电效应的微纳复合喷射装置，其特征在于：包括喷射机构（1）、热释电晶体（2）、压力源、热源以及控制机构；该喷射机构包括喷嘴（101）、喷射腔（102）、驱动膜...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢丹，常雪峰，罗善明，舒霞云，王建，郑康，柯信福，李挺勇，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：新型
国别省市：福建;35
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