1 厦门理工学院 机械与汽车工程学院，福建 厦门361024
2 精密驱动与传动福建省高校重点实验室(厦门理工学院)，福建 厦门361024
3 厦门市智能制造高端装备研究重点实验室，福建 厦门361024
4 集美大学 海洋装备与机械工程学院，福建 厦门361024
针对现有的雾化装置粒径分散较广及难以生成大量微米级与亚微米级液滴等问题，设计并加工了一种基于声表面波的液滴雾化装置。首先，利用COMSOL仿真软件对声表面波器件的结构建模并进行压电仿真分析，模拟声表面波的振动传播，得到其谐振频率为18.269 MHz。其次，基于声-压电耦合多物理场模拟声波在固-液界面的衍射，以及在液体中的传播过程。最后，加工声表面波雾化实验装置并进行液滴雾化实验，通过调整激励信号频率与输入功率实现了液滴的稳定雾化，对雾化后的液滴粒径分布进行测试。实验结果表明，当输入信号幅值为420 mV，谐振频率为19.259 MHz时，该装置生成大量微米级细小液滴，液滴粒径基本呈三峰分布，主要集中在3 μm、30 μm与500 μm。
声表面波 雾化 声流 有限元仿真 高频 微米级 surface acoustic wave atomization sound flow finite element simulation high frequency micron-scal
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(4): 040203
1 上海大学机电工程与自动化学院精密机械工程系，上海 200072
2 上海瑞立柯信息科技有限公司，上海 200233
3 宁波维真显示科技股份有限公司，浙江 宁波 315105
全息技术是实现空间悬浮真三维（3D）显示的重要方法。空间光调制器（SLM）作为当前唯一的实时动态全息真3D图像投射仪器，像素量、分辨率等不足限制了其在空间悬浮真三维显示领域的应用。研究多SLM拼接实现高分辨低噪声的空间悬浮真3D显示，首先通过菲涅耳层析法结合空间坐标变换技术，计算获得3D物体360°视角的高分辨率全息图；然后将每张全息图分为相同分辨率的4幅图，加载到阵列式拼接的4个SLMs上，滤除一阶之外的光束后，再现出完整的具有高信息容量高分辨率的全息3D实像；最后利用超声雾化介质进行承载，实现实时动态空间悬浮真3D显示。另外，利用时间平均法对重建像进行噪声抑制研究，实验结果证明该方法可有效地提升空间悬浮全息显示图像的质量。
全息真三维显示 空间悬浮动态显示 多空间光调制器拼接 超声雾化介质 时间平均法 激光与光电子学进展
2023, 60(8): 0811021
1 陕西科技大学材料科学与工程学院，西安 710016
2 上海大学文化遗产保护基础科学研究院，上海 200444
3 中国科学院上海硅酸盐研究所，上海 200050
针对盐害治理目前常用的表面贴敷法、浸泡法等易造成硅酸盐材料二次破坏的问题，采用新型的雾化水汽控盐-脱盐法，借助激光粒度分析仪、X射线衍射仪、可见短波红外高光谱成像系统和离子色谱仪等手段，检测了对表面即将发生盐害的试样治理前后内部盐分的分布变化。结果表明：雾化水汽进入试样后对试样的润湿面为以喷雾点为中心的半球面，试样浅表层的盐分被运移到半球状润湿面外，得到了雾化水汽法控盐的路线，初步验证了雾化水汽法预防性治理硅酸盐质材料盐害的可行性。
硅酸盐材料 雾化水汽 控盐 文化遗产 保护 silicate materials atomized water vapor controlling salt culture heritage conservation
1 复旦大学 工程与应用技术研究院，上海200433
2 中国科学院 苏州生物医学工程技术研究所 中科院生物医学检验技术重点实验室， 江苏苏州15163
为实现生物墨水的高效率递送，构建了一种基于空气辅助雾化技术的细胞递送装置，并利用多种方法系统地测量了雾化特性，以及雾化参数对细胞活性的影响。根据粒径的Rosin-Rammler分布规律对雾化均匀度指数进行了定量评估；利用多帧图像叠加以及局部阈值二值化方法对雾化视频进行边界提取，分析雾化角；结合BM3D去噪算法与二值化算法精确定位雾滴位置，实现雾滴运动速度的精确测量。实验结果表明：雾化高度和射流流量均与雾滴粒径正相关；当辅助气体压力高于60 kPa时，会显著影响雾滴均匀度；通过射流流量和雾化高度的参数控制，雾化面积可实现50~1 800 mm2的大宽幅调节；雾滴的运动速度受雾化高度影响较大，且在50 mm雾化高度下运动速度最大，均值可高达14 m/s；雾化高度和辅助空气流量均会显著影响HaCaT细胞活性，在50 mm雾化高度下细胞活化率低至64.01±0.86%（阴性对照组为92.98±3.21%），而在100 mm雾化高度下可高达90.24±0.73%；HaCaT细胞活性在喷涂后72小时内与未喷涂的保持一致。该雾化装置可用于生物墨水的高效率递送，为实现不同面积喷涂或细胞高活化率递送的雾化参数优化设计提供了指导。
空气辅助雾化 雾化 细胞递送 雾化特性 雾滴速度 细胞存活率 air-assisted atomization atomization cell delivery spray characteristic droplet velocity cell viability 光学 精密工程
2022, 30(14): 1725
1 重庆理工大学理学院，重庆 400054
2 重庆理工大学，绿色能源材料技术与系统重庆市重点实验室，重庆 400054
采用自主设计搭建的雾化辅助化学气相沉积系统设备，开展了Ga2O3薄膜制备及其特性研究工作。通过X射线衍射研究了沉积温度、系统沉积压差对Ga2O3薄膜结晶质量的影响。结果表明，Ga2O3在425~650 ℃温度区间存在物相转换关系。随着沉积温度从425 ℃升高至650 ℃，薄膜结晶分别由非晶态、纯α-Ga2O3结晶状态向α-Ga2O3、β-Ga2O3两相混合结晶状态改变。通过原子力显微镜表征探究了生长温度对Ga2O3薄膜表面形貌的影响，从475 ℃升高至650 ℃时，薄膜表面粗糙度由26.8 nm下降至24.8 nm。同时，高分辨X射线衍射仪测试表明475 ℃、5 Pa压差条件下的α-Ga2O3薄膜样品半峰全宽仅为190.8″，为高度结晶态的单晶α-Ga2O3薄膜材料。
薄膜 雾化辅助化学气相沉积 沉积温度 压差 单晶 半导体 Ga2O3 Ga2O3 thin film atomization-assisted chemical vapor deposition deposition temperature differential pressure single crystal semiconductor
雾化器雾滴粒径分布作为评价雾化器性能和治疗效果的重要指标，其检测方法对测量结果起到关键作用。通过采用Mie散射改进算法的激光粒度分析仪，研究压缩式雾化器流量、雾化杯、检测载体、检测环境对雾滴粒径分布的影响，试验表明：在检测环境和条件相同情况下，压缩式雾化器输出流量与雾滴粒径分布及占比呈正相关，与相同雾滴体积分布及占比前提下的粒径大小反相关；使用配套雾化杯更能保证有效颗粒集中分布；根据不同载体，只有合理设定粒径分布及占比参数，才能使雾化器的性能检测具有可比性；为避免外界光照环境干扰，应尽量在无外部光线的条件下进行检测，得到的数据才可靠。
雾滴粒径检测方法 压缩式雾化器 激光粒度分析仪 Mie散射改进算法 method for particles size compression nebulizer laser particle size analyzer Mie scattering improved method
1 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室, 甘肃 兰州 730050
2 新疆大学机械工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830047
3 中国钢研科技集团有限公司, 北京 100081
4 阳江市五金刀剪产业技术研究院, 广东 阳江 529533
采用紧耦合气雾化法制备Fe-Cr合金粉末,分别研究了雾化压力和过热度对粉末粒度分布和表面形貌的影响。结果表明,在其他工艺参数不变的情况下,随着雾化压力从3.0 MPa增加到3.4 MPa、3.8 MPa时,细粉收得率升高,粉末中位粒径减小,气压增大则对液柱的破碎能力增强;当雾化压力从3.8 MPa增加到4.2 MPa时,粗粉收得率提高,中位粒径增加,小颗粒粉末团聚或粘结形成大颗粒粉末;过热度的增加提高了雾化过程的稳定性,钢液黏度降低、流动性提高,粉末中位粒径减小,细粉收得率提高;过热度增加到300 ℃时,液流比增加使液柱破碎不完全,粉末中位粒径减小。该方法制备的Fe-Cr合金粉末的激光熔覆性良好,熔覆层硬度为HRC54~HRC57。
材料 紧耦合 气雾化 粉末 雾化压力 过热度 中国激光
2021, 48(14): 1402014
深圳市计量质量检测研究院, 广东 深圳 518131
车用乙醇汽油是一种新型、 清洁的汽车燃料, 在燃烧过程中, 微量的重金属杂质对汽车的行驶和养护有着至关重要的影响, 一些燃烧产物可能会污染环境, 威胁人们的身体健康, 因此有必要对其中的微量元素进行控制。 以异辛烷稀释汽油样品, 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定车用E10乙醇汽油中钠、 锌含量的方法, 选择钠和锌的分析谱线分别为: 589.592和213.857 nm, 实验优化了雾化气流量和蠕动泵速率对信背比的影响, 应用了半导体制冷雾化系统(雾化室温度设置为-10 ℃)降低了进样过程中溶液的挥发性, 保证了等离子体的稳定性, 同时, 实验研究了稀释比、 内标元素以及稀释剂的类型对测定结果的影响, 结果表明: (1)在-10 ℃低温下选择航空煤油为稀释剂, 钠和锌的回收率均在120%以上, Y内标比值均在1.20以上, 异辛烷为稀释剂时回收率和内标比值均满足要求, 可能是航空煤油在低温下的密度和黏度较大导致, 得出低温条件下异辛烷比航空煤油更适合作为乙醇汽油的稀释剂; (2)当选择Co做为内标元素时, 有些样品的内标元素比值在120%以上, Y为内标元素时, 样品的内标元素比值均满足要求, 可能是由于Co的稳定性较差或样品里含有Co, 得出Y比Co元素更适合做为乙醇汽油的内标元素; (3)本方法的钠和锌元素的检出限分别为0.013和0.005 mg·kg-1, 加标回收率为85.1%～106.0%, 相对标准偏差(RSD, n=7)为1.0%～4.8%; (4)通过与微波消解-ICP-OES法进行比较, 本方法的测定结果与加标理论值较接近, 弥补了微波消解法元素易损失的缺点。 此法具有快速、 灵敏、 准确的优点, 可应用于乙醇汽油中钠和锌元素的监测。
E10乙醇汽油 电感耦合等离子体发射光谱 半导体制冷雾化系统 钠 锌 Ethanol gasoline for motor vehicles(E10) ICP-OES Semiconductor refrigeration nebulizer system Sodium Zinc
1 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室, 陕西 西安 710049
2 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室, 陕西 西安 710049
3 南华大学机械工程学院, 湖南 衡阳 421000
采用电极感应气雾化方法制备新型高强度双相钢粉末。设计了以雾化压力、熔炼功率和气体加热温度为变量的正交试验方案, 在不同条件下制备得到高强度双相钢粉末。利用扫描电镜(SEM)、激光粒度分析仪、氮氧分析仪和霍尔流速计对不同条件下所获粉末进行测试分析, 得到了雾化压力、熔炼功率和气体加热温度对粉末的表面形貌、球形度、粒度分布、氧氮含量和流动性的影响规律。结果表明优化工艺下制备的高强度双相钢粉末综合质量良好。最优工艺下粉末氧含量约44 ppm, 氮含量约655 ppm, 粉末平均粒径不超过100 μm, 粉末流动性优于14 s/50 g。利用该粉末在2 205双相不锈钢基体表面进行激光增材试验, 所制备的熔覆体材料沿扫描方向的抗拉强度约910 MPa, 延伸率约30%, 横截面维氏显微硬度为300 HV～360 HV。
电极感应气雾化 正交试验设计 高强度双相钢粉末 粉末质量 力学性能 EIGA orthogonal experimental design intensive duplex steel powder powder quality mechanical properties
