【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环保检测和处理技术，具体为一种超声脱气组件及其制造方法。
技术介绍
1、微流体通道中的气泡产生及对后续化学检测、细胞培养等过程的不利影响，是该技术中的共性问题。而将微流控技术应用在环境检测中，该问题更为突出，由于与大气充分接触，或是其中微生物的代谢作用，环境水样往往溶有较多气体，而在通过微流道过程中，由于压强变化、试剂添加、加热处理等，水样中的气体容易析出形成气泡，造成流道堵塞或影响后续检测准确性。
2、常见的气体和气泡去除方式包括优化微流控芯片流道设计和进样方式、使用表面活性剂、通过改变压力冲走气泡或是使其重新溶解于水中等。然而前述措施在实验室条件下较易实现，而对于环境水样检测等应用场景，则存在效果有限、增加系统复杂性和故障概率、提高检测成本等问题。
3、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、（一）解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种超声脱气组件及其制造方法，具备通过构建的超声脱气组件高效主动地驱除水样中溶解气体，更好地保障了微流控技术在环境检测领域的应用。而本技术方案设计的原位制备和加工流程，保证了所制备器件的稳固性、工作效率和尺寸匹配度等优点，解决了现有其他技术只能被动处理已经产生的气泡，防止微流体芯片流道阻塞或检测单元信号干扰的问题。
3、（二）技术方案
4、为解决上述现有其他技术只能被动处理已经产生的气泡，防止微流体芯片流道阻塞或检测单元信号干
5、一种超声脱气组件及其制造方法，包括石英玻璃基底，所述石英玻璃基底上设有凹槽，所述石英玻璃基底的底部设置有压电陶瓷模块，所述石英玻璃基底包括石英玻璃上盖板和石英玻璃下盖板，所述压电陶瓷模块位于石英玻璃下盖板的底部。
6、优选地，所述石英玻璃上盖板与石英玻璃下盖板之间设置有流道，所述流道为pdms流道。
7、优选地，所述石英玻璃下盖板102上分别设置有粘结剂涂布区103和银浆涂布区104。
8、优选地，s1:压电陶瓷原料粉末经预烧制和再次粉碎后，经与粘合剂混合，压模成型为压电陶瓷模块，之后进行烧结成型；
9、s2:通过蚀刻法制备石英玻璃基底，基底上蚀刻用于填充粘结剂的凹槽，用于装填粘结剂并与预烧制的压电陶瓷模块进行烧结；
10、s3:配制银浆，用于压电陶瓷模块的渗银处理，为其添加电极，其成分按重量计，配制粘结剂，其成分为按重量计；
11、s4:清洗和烘干压电陶瓷模块与石英玻璃基底：在50度热皂液中超声清洗15分钟，后使用50度清水冲洗5分钟，最后在120度条件下烘干；
12、s5:分别在石英玻璃基底的区域1与区域2涂布银浆与粘结剂，并压合压电陶瓷模块组件与石英玻璃基底组件，在压电陶瓷模块的另一面涂布银浆；
13、s6：步骤5中的组件加热至450度，保温15分钟；后继续加热至750度，保持15分钟；烧制结束后自然冷却；冷却后进行清洗和烘干；
14、s7:超声模块的极化：甲基硅油浴150度条件下，垂直于石英玻璃基底与压电陶瓷模块接触面方向，以2.5 kv/mm的电场强度，极化60分钟；
15、s8：亲水与疏水性处理：将超声模块置于真空等离子清洗机中，清洗15分钟，即完成石英玻璃基底亲水区的亲水性处理；配制浓度为6%二甲基二氯硅烷甲醇溶液，将疏水区浸泡于溶液中15秒，后以甲醇冲洗表面残留的溶液，并在自然晾干后于100度加热1小时。
16、优选地，配制银浆，用于压电陶瓷模块的渗银处理，为其添加电极，成分按重量计：其中，银粉（2微米-5微米）70%、玻璃粉体（小于10微米）2%、树脂（乙基纤维素或硝基纤维素）15%、溶剂（丁基溶酐乙酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯或二甘醇乙醚醋酸酯）10%、其他添加剂3%；更进一步，其他添加剂为（按重量计）：流平剂（磷酸三丁酯）40%、增稠剂25%和偶联剂（硅烷偶联剂）35%。
17、优选地，配制粘结剂，其成分为：sio2（2微米-5微米）30%、al2o3（2微米-5微米）20%、tio2（2微米-5微米）20%、zno（2微米-5微米）15%、b2o3（2微米-5微米）10%、cao（2微米-5微米）5%。
18、优选地，步骤s6中的清洗和烘干方法为：于皂液中超声清洗模块15分钟，后使用清水冲洗5分钟，最后120度烘干。
19、（三）有益效果
20、与现有技术相比，本专利技术提供了一种超声脱气组件及其制造方法，具备以下有益效果：
21、本专利技术所获得的模块的石英玻璃侧，可以其为基层，并在其上加工微流控芯片，如图4：与预制了微流道的pdms模块键合，形成微流控芯片；其背面的压电陶瓷模块的电极与高频高压电源连接，可在其驱动下产生超声波；待测水样通过该芯片时，在区域1由于超声波的空化作用，其中溶解气体逸出，且由于该区域石英基底亲水性强，气泡难以在该区域聚集，而随水流进入区域2；区域2石英玻璃基底表面疏水性强，气泡易于滞留及合并，并通过侧面排气通路周期性排出；该模块可有效防止后续过程中气体析出及对流道通畅性和检测准确性的影响。
22、本专利技术克服了现有其他技术只能被动处理已经产生的气泡的问题，通过构建的超声脱气组件高效主动地驱除水样中溶解气体，更好地保障了微流控技术在环境检测领域的应用。此外常见超声模块由于尺寸和制备工艺和安装方式等问题，难以兼容至微流控的流道系统中，而本技术方案设计的原位制备和加工流程，保证了所制备器件的稳固性、工作效率和尺寸匹配度。
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1.一种超声脱气组件，包括石英玻璃基底（1），其特征在于：所述石英玻璃基底（1）上设有凹槽（2），所述石英玻璃基底（1）的底部设置有压电陶瓷模块（3），所述石英玻璃基底（1）包括石英玻璃上盖板（101）和石英玻璃下盖板（102），所述压电陶瓷模块（3）位于石英玻璃下盖板（102）的底部；
2.根据权利要求1所述的一种超声脱气组件的制造方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种超声脱气组件的制造方法，其特征在于：配制银浆，用于压电陶瓷模块（3）的渗银处理，为其添加电极，所述成分按重量计：其中，银粉（2微米-5微米）70%、玻璃粉体（小于10微米）2%、树脂（乙基纤维素或硝基纤维素）15%、溶剂（丁基溶酐乙酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯或二甘醇乙醚醋酸酯）10%、其他添加剂3%；更进一步，其他添加剂为（按重量计）：流平剂（磷酸三丁酯）40%、增稠剂25%和偶联剂（硅烷偶联剂）35%。
4.根据权利要求2所述的一种超声脱气组件的制造方法，其特征在于：配制粘结剂，其成分为：SiO2（2微米-5微米）30%、Al2O3（2微米-5微米）20%、TiO2（
5.根据权利要求2所述的一种超声脱气组件的制造方法，其特征在于：步骤S6中的清洗和烘干方法为：于皂液中超声清洗模块15分钟，后使用清水冲洗5分钟，最后120度烘干。
...【技术特征摘要】
1.一种超声脱气组件，包括石英玻璃基底（1），其特征在于：所述石英玻璃基底（1）上设有凹槽（2），所述石英玻璃基底（1）的底部设置有压电陶瓷模块（3），所述石英玻璃基底（1）包括石英玻璃上盖板（101）和石英玻璃下盖板（102），所述压电陶瓷模块（3）位于石英玻璃下盖板（102）的底部；
2.根据权利要求1所述的一种超声脱气组件的制造方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种超声脱气组件的制造方法，其特征在于：配制银浆，用于压电陶瓷模块（3）的渗银处理，为其添加电极，所述成分按重量计：其中，银粉（2微米-5微米）70%、玻璃粉体（小于10微米）2%、树脂（乙基纤维素或硝基纤维素）15%、溶剂（丁基溶酐乙酸酯、...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宇昇，音海稳，张治凡，夏雪竹，朱泉淦，
申请(专利权)人：安徽中科天立泰技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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