Многоострийное зарядное устройство для униполярной зарядки аэрозольных наночастиц

Многоострийное зарядное устройство для повышения эффективности зарядки аэрозольных наночастиц путем изменения формы электродов, а именно, увеличение количества острий на игле и выбор конической формы отверстия с расположением широкой части к выходу из устройства, приводит не только к увеличению концентрации ионов в области зарядки и, как следствие, увеличению доли заряженных наночастиц, но и к уменьшению их потерь внутри устройства. Такая оптимизация необходима в аддитивной технологии и других процессах, где заряженные аэрозольные наночастицы выступают в качестве функциональных материалов. Эффективная зарядка и устранение потерь наночастиц является важной коммерческой задачей при использовании дорогостоящих материалов, а также существенно ускоряет технологический процесс и увеличивает длительность непрерывной эксплуатации устройства без очистки. Устройство основано на повышении концентрации ионов в области коронного разряда путем более эффективного использования пространства вокруг иглы и изменении линий напряженности поля путем изменения формы отверстия, что препятствует потере наночастиц. Высокая концентрация ионов в области зарядки обеспечивает высокую долю заряженных наночастиц, но, если добиваться этого повышением напряжения на игле, то происходит увеличение потерь наночастиц внутри устройства, что является негативным эффектом. Максимальная заточка каждого острия и их равномерное размещение на игле обеспечивает высокую степень ионизации воздуха и высокую долю заряженных наночастиц на выходе устройства без их существенных потерь при эксплуатации. Увеличение числа острий также означает увеличение числа ионизаторов воздуха. Использование узкого отверстия в пластине уменьшает время пребывания наночастиц в поле высокой напряженности между иглой и пластиной, что уменьшает вероятность их осаждения. Устройство реализовано с помощью макета зарядного устройства, с применением для этой цели анализатора концентрации наночастиц до и после зарядного устройства, а также электростатического осадителя для определения доли заряженных и незаряженных наночастиц на выходе устройства.