[发明专利]一种气相辅助的金属微液滴制造装置及方法

权利要求书

1.一种气相辅助的金属微液滴制造装置，其特征在于：该装置包括密封箱体(1)，内坩埚(2)，外坩埚(3)，第一恒压气体入口(4)，第二恒压气体入口(5)，加热器(6)，密封板(7)，脉动压力气体入口(8)，液体出口(9)，液滴沉积平台(10)，进气道(11)，泄气道(12)，液滴出口(13)；

密封箱体(1)为本装置的外部箱体结构，各构件均安装在密封箱体(1)内，以保证密封箱体(1)的内部为无氧环境并且温度恒定；内坩埚(2)内部储存液态金属；外坩埚(3)与内坩埚(2)相互配合，外坩埚(3)的内壁面和内坩埚(2)的外壁面保持一定间隔，间隔用以供高压气体流过；外坩埚(3)上对称设置有第一恒压气体入口(4)和第二恒压气体入口(5)，第一恒压气体入口(4)和第二恒压气体入口(5)为高压气体的入口；外坩埚(3)的外壁面包裹有加热器(6)，加热器(6)为整个内部环境提供热量，加热器(6)根据需要加热到不同温度以保持液态金属为融化状态；内坩埚(2)的密封板(7)上设置有脉动压力气体入口(8)，通入压力为脉动式变化的气体；液态金属在内部脉动气压的挤压下从液体出口(9)流出；液体出口(9)的下部为进气道(11)，进气道(11)的下部为泄气道(12)，泄气道(12)的下部为液滴出口(13)，液滴出口(13)与液体出口(9)的位置相对应。

2.利用权利要求1所述装置进行的一种气相辅助的金属微液滴制造方法，保持密封箱体(1)的内部为封闭环境以保持内部温度不变，同时为无氧环境，全部用惰性气体填充以防止金属氧化；内坩埚(2)内部储存有液态金属，内坩埚(2)的顶部由密封板(7)密封，内坩埚(2)内部的空间被惰性气体填充；从脉动压力气体入口(8)通入压力为脉动变化的惰性气体，挤压液态金属从液体出口(9)流出；外坩埚(3)与内坩埚(2)之间保持一定的间距，提供从第一恒压气体入口(4)和第二恒压气体入口(5)流入的高压气体的流通路径；外坩埚(3)外部包裹加热器(6)，保持内部环境的温度恒定，并根据需要加热到不同温度以保证液体处于特定的流动状态；高压气体从进气道(11)流入，在液体出口(9)处挤压和剪切流出的金属液体，高压气体从泄气道(12)流出，生成的微液滴从液滴出口(13)流出并落在液滴沉积平台(10)上；

在气动式微滴生成方式的基础上，通过液体出口周围气体的粘性剪切作用，在微滴生成阶段实现液体的提前剪切破碎，生成尺寸更小的均匀微滴。