离心分离装置及离心分离固体粒子的制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术是有关于一种离心分离装置及离心分离固体粒子的制备方法，其离心分离装置包括一容置单元、一驱动单元和一控制单元。其中，容置单元是用以置放含有固体粒子的液体；驱动单元是用以驱动该容置单元运转，使容置单元的器壁和液体产生相对流速；以及控制单元是用以控制驱动单元驱动容置单元的速度，进而控制相对流速，以调整液体对固体粒子的曳引力，和固体粒子与器壁间或固体粒子与固体粒子间的最大静摩擦力的平衡点，使得曳引力大于最大静摩擦力的粒径较小的固体粒子无法留滞在器壁而被液流带往其他位置，因此可以明确的将液体中的固体粒子依粒径大小区隔开来。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是涉及一种藉由控制液体与器壁的相对流速以达到分离固体粒子的装置及其方法。
技术介绍
典型白光发光二极管(LED)是以蓝光晶粒与黄色荧光粉以适当比例混合而得到白光，其中亦可依不同比例配出如图1所示的色坐标图中蓝到黄的各种色彩。目前，LED所 掺混的荧光粉的粒径分布均相当不一，例如一真实LED截面图如图2所示，其中荧光粉粒径 大小不一，且较大尺度荧光粉有沉淀至晶粒表面的现象，过去曾有报导比较荧光粉粒径对 其发光效益有明显影响，粒径的不统一可能影响在LED中的荧光效果导致色彩及亮度的分 散。此外，在LED工艺中，点胶用针筒内的荧光粉在硅胶内的沉淀速率也受其粒径的影响， 导致前后点出的荧光胶中的荧光粉比例不一致，造成色彩及亮度的严重分散，如图3所示。离心分离用于分离液体中的固体粒子是一个非常高效率的技术，其原理如下颗粒与流体在离心力场中作相对运动时，受到三个力的作用离心力F。、浮力Fb、 曳引力Fd。对于一定的颗粒和流体，离心力F。、浮力Fb—定，但曳引力Fd却随着颗粒运动速 度而变化，最后颗粒与液体间的相对速度将平衡于一终端速度ut，此时颗粒所受的诸力的 和为零fi+yb+yd=o离心力F。与浮力Fb方向始终相反，对球状微粒而言若其直径及密度分别为Φ及 P P，而液体的密度为P ^贝IJFc-Fb= -φ\ρρ _ PL)rm2οFd = Cd其中r为旋转半径，ω为角速度，并且24C,=—^ PlcPu Re =-μRe为雷诺系数，最后可得终端速度Ut为φ2 {ρρ-Pdr 0)2u.=---‘η μ根据上式离心机中粒子沉淀的终端速度正比于粒径的平方，大体上来说粒径较大的粒子会先行沉淀至器壁。但是沉淀所需的时间除了与终端速度有关外亦与粒子至器壁的 距离有关，即使是很小的粒子只要离器壁不远亦可能在极短时间内沉淀，更何况离心机内 液体旋转达到平衡状态所需的时间亦难以掌控。因此，仅以沉淀时间的先后来清楚分离不 同粒径的颗粒是几乎不可能的。由此可见，上述现有的在产品结 构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述 存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被 发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关 业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的离心分离装置及离心分离固体粒子的制备 方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有的离心分离装置存在的缺陷，而提供一种新的离心 分离装置，其是巧妙的应用曳引力将较小粒径的固体粒子曳引至空间中不同位置与较大粒 径的固体粒子分离开。其原理如下粒子与器壁或粒子与粒子间的最大静磨擦力Fr正比于离心力F。和浮力Fb的差<formula>formula see original document page 5</formula>若液体与器壁有一相对速度V，则液体对粒子的曳引力Fd正比于粒子粒径Φ和相 对速度ν的乘积因此，曳引力与最大静磨擦力和粒径有不同的指数关是，只要适当控制液体与器 壁的相对流速即可调整曳引力与最大静磨擦力的平衡点。其中所受曳引力低于平衡点的粒 径较小粒子，即其所受曳引力大于最大静磨擦力的粒子，无法留滞在器壁会被液体曳引带 往其他位置，只有曳引力高于平衡点的粒径较大粒子，即其所受曳引力小于最大静磨擦力 的粒子可以留滞在器壁，进而可以分离出不同粒径的粒子。本专利技术的另一目的在于，克服现有的离心分离装置存在的缺陷，而提供一种新的 离心分离装置，以改善液固相离心机对于不同粒径或密度固体粒子的筛选能力。此离心分 离装置包括一容置单元、一驱动单元和一控制单元。其中，容置单元用以置放含有固体粒子 的液体，驱动单元是用以驱动容置单元运转，使容置单元的器壁和液体产生相对流速，以及 控制单元则用于控制驱动单元驱动该容置单元的速度，进而控制液体和器壁的相对流速， 使液体对固体粒子的曳引力，和固体粒子与器壁间或固体粒子与固体粒子间的最大静摩擦 力达一预设的平衡点，使得粒径较小的固体粒子因其所受曳引力大于最大静磨擦力，无法 留滞在器壁而被液流带往其他位置，因此可以明确的将液体中的固体粒子依粒径大小区隔 开来，藉以取得具预设粒径范围的固体粒子。本专利技术的再一目的在于，克服现有的离心分离固体粒子制备方法存在的缺陷，而 提供一种新的离心分离固体粒子的制备方法。其步骤包括将含有固体粒子的液体置放 于一容置单元内。藉由驱动单元驱动容置单元运转，使容置单元的器壁与液体产生相对流速。利用控制单元控制容置单元的速度进而控制其相对流速，以调整液体对固体粒子的曳引力，和固体粒子与器壁间或固体粒子与固体粒子间的最大静摩擦力的平衡点，以及取得 预设具粒径范围的固体粒子。此外，可藉由重复上述步骤并逐渐减小相对流速，而分离出不 同粒径的固体粒子。此外，根据本专利技术的，其液体与器 壁的相对流速，可以以任何方式产生，如机械推进、非平衡轴转动、振动等。所使用的液体可 以为水溶液或有机溶剂，且所选用的固体粒子是为不溶于水材料。且可分离得的固体粒子 的粒径范围可以为微米等级，甚至是纳米等级。本专利技术的还一目的在于，克服现有的发光二极管装置存在的缺陷，而提供一种新 的发光二极管装置，其包括如本专利技术的离心分离固体粒子的制备方法所制造的固体粒子。 此发光二极管装置包括一基座、一设置于基座上的发光二极管芯片、一包括固体粒子和硅 胶且覆盖于发光二极管芯片上的光致发光体、以及一电流调整装置。其中固体粒子可为荧 光粉，例如钇铝石榴石(yttrium aluminum garnet,YAG)0此外，荧光粉更可为由母体材料 与添加物所组成，这些材料大多为二至六族的离子化合物，常用的母体材料是由二族的钙、 锶、钡、锌或镉、汞搭配六族的硫、硒制备而成，添加物则多为锰、铜、银或镧系元素铕、钐、铽 等过渡金属。本专利技术的另外还一目的在于，提供一种用于发光二极管装置的固体粒子，其制备 方法包括(a)设置含有固体粒子的液体于容置单元内；(b)驱动容置单元运转，使容置单 元的器壁与液体产生一相对流速；(c)控制容置单元的速度，进而控制相对流速，以调整液 体对固体粒子的曳引力，和固体粒子与器壁间或固体粒子与固体粒子间的最大静摩擦力的 平衡点；以及(d)待一段时间后，取得具一预设粒径范围的固体粒子。其中，该固体粒子可 为荧光粉，例如钇铝石榴石(yttrium aluminum garnet,YAG)0因此，此具预设粒径范围的 固体粒子即可添加于发光二极管中，以增加发光二极管效能。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出 的一种离心分离装置，其包括一容置单元，用以置放含有一固体粒子的一液体；一驱动单 元，用以驱动该容置单元运转，使该容置单元的一器壁和该液体产生一相对流速；以及一控 制单元，用以控制该驱动单元驱动该容置单元的速度，进而控制该相对流速，以调整该液体 对该固体粒子的一曳引力，和该固体粒子与该器壁间或该固体粒子与该固体粒子间的一最 大静摩擦力的平衡点，藉以取得具有一预设粒径范围的该固体粒子。本专利技术的目的及解决其技术问题还可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心分离装置，其特征在于其包括：一容置单元，用以置放含有一固体粒子的一液体；一驱动单元，用以驱动该容置单元运转，使该容置单元的一器壁和该液体产生一相对流速；以及一控制单元，用以控制该驱动单元驱动该容置单元的速度，进而控制该相对流速，以调整该液体对该固体粒子的一曳引力，和该固体粒子与该器壁间或该固体粒子与该固体粒子间的一最大静摩擦力的平衡点，藉以取得具有一预设粒径范围的该固体粒子。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吕鸿图，
申请(专利权)人：昆山纳诺新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]