一种用于真空系统俘获纳米颗粒的低成本电喷雾装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于真空系统俘获纳米颗粒的低成本电喷雾装置，包括微量注射泵

【技术实现步骤摘要】
一种用于真空系统俘获纳米颗粒的低成本电喷雾装置


[0001]本专利技术涉及真空悬浮
，特别是涉及一种用于真空系统俘获纳米颗粒的低成本电喷雾装置
。

技术介绍

[0002]高精度操纵和测量在真空中悬浮纳米物体的平移
、
旋转和自由动力学的能力，为基础和应用研究提供了一个新的实验平台
。
例如，悬浮物体的高加速度和力敏感性推动了传感器的发展和对新物理的探索，阻尼和噪声可以在超高真空中降至最低，为量子限制传感和探测铺平了道路，也为在迄今尚未探索的大质量体系中探索宏观量子物理铺平了道路
。
[0003]捕获纳米粒子的主要挑战之一是控制纳米颗粒进入真空中
。
最常用的加载技术是用雾化器喷射，这种方法依赖于空气阻尼，需要在大气下压加载，并且雾化量大，非常容易污染真空系统
。
[0004]相比于雾化器，电喷雾的加载方式则具有很多的优势，例如提高纳米颗粒的荷质比，方便对其进行控制，雾化量小，避免了真空系统的污染
。
[0005]电喷雾装置的原理为：毛细管末端的液滴在高电压的作用下产生极化，当电荷高到一定程度时就会突破液体表面张力喷射出来，液滴在喷射过程中会不断蒸发，使液滴荷质比不断增大，当增大到一定程度后则会进一步突破表面张力进一步分裂，形成更小的雾滴，从而形成电喷雾
。
[0006]现有的电喷雾装置有两种类型，第一种是使用不锈钢毛细管作为喷头，但是由于工艺的限制，其内径很难做到非常小，这造成喷头产生的液滴较大，因此需要加更高的电压才能产生喷雾，这将导致使用过程更加危险，以及购买高压电源产生更高的成本；第二种是使用石英毛细管作为喷头，石英毛细管可以实现更小的内径，电喷雾通常使用的内径为
25
～
75
μ
m
，并且喷头部分可以通过加热拉长产生更小的口径，从而使喷头处的液滴更小，这样的好处是可以使用更低的电压，但是由于口径很小纳米颗粒很容易导致装置堵塞，并且拉伸石英管的设备也需要很高的成本
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种用于真空系统俘获纳米颗粒的低成本电喷雾装置，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单
、
成本较低，只使用较低电压的电源就能够实现将纳米颗粒加载到真空中
。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种用于真空系统俘获纳米颗粒的低成本电喷雾装置，包括
[0009]微量注射泵，所述微量注射泵通过毛细软管与石英毛细管的一端相连，所述石英毛细管的另一端通过
PEEK
手拧接头接入
PEEK
三通连接器的一端接口内；以及
[0010]不锈钢毛细管，所述不锈钢毛细管通过
PEEK
手拧接头拧入
PEEK
三通连接器的另一
端接口内；以及
[0011]高压直流电源，所述高压直流电源连接导电金属丝，所述导电金属丝通过
PEEK
手拧接头拧入
PEEK
三通连接器的中间端接口内，所述导电金属丝的末端位于所述
PEEK
三通连接器的内腔中并与腔内的纳米颗粒溶液接触，
[0012]真空腔，所述不锈钢毛细管的外侧间隔设置有接地金属环，所述真空腔的连接口处设置有
PEEK
细管，所述
PEEK
细管与接地金属环相对放置，所述真空腔内的气压为
103～
104Pa
，电喷雾受到压强差被吸入到所述真空腔中
。
[0013]优选地，所述毛细软管采用聚四氟乙烯毛细软管；所述微量注射泵以
0.5
毫升
/
小时的速度挤压注射器，所述毛细软管的内径为
0.3
毫米，外径为
0.8
毫米
。
[0014]优选地，所述石英毛细管的另一端套于毛细套管中，所述毛细套管套于所述
PEEK
手拧接头中；所述石英毛细管的外径为
0.36
毫米，内径为
0.05
毫米，长度为3厘米
‑
20
厘米
。
[0015]优选地，所述不锈钢毛细管套于毛细套管中，所述毛细套管套于
PEEK
手拧接头中后将
PEEK
手拧接头拧入所述
PEEK
三通连接器的另一端；所述不锈钢毛细管的外径为
0.3
毫米，内径为
0.1
毫米，长度为3厘米
‑
20
厘米
。
[0016]优选地，所述导电金属丝套于毛细套管中，所述毛细套管套于
PEEK
手拧接头中后再将
PEEK
手拧接头拧入所述
PEEK
三通连接器的中间端接口；所述高压直流电源的电压范围是0～
2000V。
[0017]优选地，所述
PEEK
三通连接器内腔中的纳米颗粒溶液的溶剂采用酒精
。
[0018]优选地，所述导电金属丝的直径为
0.2
毫米；所述
PEEK
细管的外径为1毫米，内径为
0.25
毫米，长度为
10
厘米
。
[0019]优选地，所述接地金属环放于不锈钢毛细管出口1毫米处，所述
PEEK
细管与接地金属管之间的距离为
0.5
‑2厘米；所述真空腔内的真空度由机械泵维持
。
[0020]优选地，所述
PEEK
三通连接器的三个接口端内侧分别设有内螺纹，
PEEK
手拧接头设有相对应的外螺纹，通过手拧接头即可分别固定石英毛细管
、
不锈钢毛细管以及导电金属丝
。
[0021]本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
[0022]本专利技术中的用于真空系统俘获纳米颗粒的低成本电喷雾装置，包括微量注射泵
、
不锈钢毛细管
、
高压直流电源和真空腔，利用微量注射泵缓慢挤压注射器为装置提供稳定流速的纳米颗粒溶液，导电金属丝通过
PEEK
三通连接器接触液体使液体带电，真空腔内气压低于大气压，位于电喷雾后方，带电液体从不锈钢毛细管流出后通过接地金属环的吸引，突破表面张力，从而形成均匀的喷雾从接地金属环中间穿出，电喷雾受到压强差被吸入到真空腔中，真空腔内有四极杆用于引导和储存纳米颗粒
。
通过本装置可以实现只提供较低的电压形成稳定持续的纳米颗粒电喷雾，从而实现真空纳米颗粒的装载
。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于真空系统俘获纳米颗粒的低成本电喷雾装置，其特征在于：包括微量注射泵，所述微量注射泵通过毛细软管与石英毛细管的一端相连，所述石英毛细管的另一端通过
PEEK
手拧接头接入
PEEK
三通连接器的一端接口内；以及不锈钢毛细管，所述不锈钢毛细管通过
PEEK
手拧接头拧入
PEEK
三通连接器的另一端接口内；以及高压直流电源，所述高压直流电源连接导电金属丝，所述导电金属丝通过
PEEK
手拧接头拧入
PEEK
三通连接器的中间端接口内，所述导电金属丝的末端位于所述
PEEK
三通连接器的内腔中并与腔内的纳米颗粒溶液接触，真空腔，所述不锈钢毛细管的外侧间隔设置有接地金属环，所述真空腔的连接口处设置有
PEEK
细管，所述
PEEK
细管与接地金属环相对放置，所述真空腔内的气压为
103～
104Pa
，电喷雾受到压强差被吸入到所述真空腔中
。2.
根据权利要求1所述的用于真空系统俘获纳米颗粒的低成本电喷雾装置，其特征在于：所述毛细软管采用聚四氟乙烯毛细软管；所述微量注射泵以
0.5
毫升
/
小时的速度挤压注射器，所述毛细软管的内径为
0.3
毫米，外径为
0.8
毫米
。3.
根据权利要求1所述的用于真空系统俘获纳米颗粒的低成本电喷雾装置，其特征在于：所述石英毛细管的另一端套于毛细套管中，所述毛细套管套于所述
PEEK
手拧接头中；所述石英毛细管的外径为
0.36
毫米，内径为
0.05
毫米，长度为3厘米
‑
20
厘米
。4.
根据权利要求1所述的用于真空系统俘获纳米颗粒的低成本电喷雾装置，其特征在于：所述不锈钢毛细管套于毛细套管...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫江伟，于旭东，张靖，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：