织物基UHF-RFID标签天线的制备及封装工艺初探

以常见的服装水洗唛为基材,采用丝网印刷方式印制超高频射频识别(ultra high frequency-radio frequency identification,UHF-RFID)标签天线,并与芯片连接封装制备标签,探讨丝网印刷天线的网板目数、不同类型导电油墨和天线/芯片连接封装的热压温度对印刷质量和标签读取性能的影响。试验结果表明:网版目数为300目的标签天线的印刷精度和尺寸稳定性优于350目的丝印网版;当采用8000A型导电银浆时,标签性能满足读取要求,读取距离在8 m以上;为保证标签天线与芯片形成稳定的电连接,从而使所制备的标签读取距离及外观性能最佳,连接封装时热压温度应与天线印刷固化温度一致。     

聚脲涂覆三维负泊松比点阵结构的静态力学性能研究

本文针对四面内凹金字塔型负泊松比点阵结构在有无聚脲涂覆两种情况下的静态力学性能进行了试验研究.采用增材制造方法制作了不同阵列型式的试验模型,实施了点阵模型的准静态压缩试验和点阵夹层结构的三点弯曲和四点弯曲试验.试验结果表明,点阵结构在压缩载荷作用下呈现明显的负泊松比效应.涂覆聚脲后点阵结构的力学性能有明显提升,压缩平台应力约为0.6–1.0 MPa;对于多胞结构,总吸能、单位体积变形能和比吸能显著高于未涂覆聚脲模型1–2个数量级;最大吸能效率和压缩利用率大于未涂覆聚脲模型,最高分别可达40.59%和55.15%.由于未涂覆聚脲点阵结构会发生早期材料脆断,其单位体积变形能、比吸能、最大吸能效率和压缩利用率会随单元数量的增加而减小.涂覆聚脲点阵结构的吸能特性受聚脲涂层的厚度影响较大.在弯曲载荷作用下,未涂覆聚脲点阵夹层结构易出现芯层局部压溃现象,靠近压头部位的芯层最易发生破坏,且芯层破坏程度逐层降低;上面板最终呈现折线型变形,下面板呈现弧形变形模式.涂覆聚脲点阵夹层结构的上面板早期呈现"U"型变形模式,且芯层失效范围大幅减小,下面板变形较无聚脲涂覆点阵夹层结构增大19.61%–42.03%.研究结果可为设计轻质化和高效吸能的舰艇防护结构提供借鉴.     

环保的射频电子标签天线印刷工艺

为适应世界范围电子标签的快速应用和发展,并满足制造业的环保要求,文章阐述了基于13.56 MHz射频电子标签基本的工作原理,比较了几种标签天线制作工艺的优劣,叙述了目前处于新兴发展中具有低成本、高效率、低污染的射频电子标签天线印刷工艺.文中针对一个具体设计的标签天线图形,通过印刷工艺实验,考虑各种存在的工艺参数影响,包括银浆选用、网版选用、基材选择等,结合实际印刷工艺方法,印刷出天线实物.对天线实物分别用阻抗分析仪及网络分析仪进行电性能测试,并通过在标签天线上绑定芯片进行产品测试,最终的测试结果说明了印刷制造射频标签天线的可行性.     

聚脲弹性体涂覆结构抗侵性能与层间作用机制研究

研究了聚脲弹性体涂覆钢板、涂覆纤维复合材料板抗破片侵彻性能以及涂层与底材层间作用机制.通过弹道试验加载3.3 g立方体破片撞击聚脲涂覆钢板、FRC板结构,获得无涂覆、迎弹面涂覆和背弹面涂覆3种涂覆类型结构的弹道极限,得到了不同涂覆方式下结构抗侵彻性能差异以及变形与失效特征.结果表明,聚脲弹性体涂层对涂覆结构抗破片侵彻性能的影响作用与涂覆底材自身的吸能机制相关;钢板吸能形式为局部变形与剪切冲塞,涂层对钢板耗能作用影响小,且能够有效提高结构抗侵性能,迎弹面涂覆效果优于背弹面;FRC板吸能形式主要为背部纤维的拉伸断裂与层间分离,背弹面涂层抑制纤维板吸能作用,大幅降低涂覆结构抗侵效率.      

一种UHF频段的标签天线的设计与分析

标签天线是RFID系统的关键部件,UHF频段RFID系统多采用偶极子天线及其变形型式。针对目前标签天线小型化的实际要求,设计了一款对称弯折偶极子天线,并对天线的主要结构参数对天线阻抗的影响作了仿真分析。针对具体的标签芯片,设计了尺寸仅为26.4 mm×28 mm×0.8 mm的标签天线.该尺寸具有明显的小型化优势,具有较好的S11特性和全向性。其10 dB带宽包含了整个UHF频段,具有宽频带特性。     

泡沫夹层结构复合材料机翼模型弯曲破坏形态有限元模拟

采用有限元法(FEM)分析泡沫夹层结构复合材料机翼准静态三点弯曲载荷力学行为与破坏形态.在有限元模型中,复合材料蒙皮为Hashin失效准则弹性壳单元模型,铺层结构为[0/90/0/±45]s,其芯层泡沫为弹塑性可压缩泡沫实体单元模型.利用有限元模拟软件ABAQUS10.1模拟机翼在弯曲载荷下的破坏形态,分析得到其破坏机理.通过最大受力值以及模型应力云图与实际弯曲试样破坏情况进行比较.结果表明,机翼最大承受力模拟值比试验值偏大,但相对误差很小,为3.31%;模型应力集中区域与试样实际断裂区域相吻合,证明了本有限元模型可以有效地用于预测泡沫夹层结构复合材料机翼在三点弯曲载荷作用下的失效模式以及失效强度.     

液化石油气球罐焊缝保护涂层性能的实验分析

对热喷涂铝层的粘结强度、抗拉强度、剪切强度以及封闭涂层的耐浸泡性能进行了实验测定分析．结果表明，热喷涂纯铝加 ＷＲＦ８４０１封闭徐层可以适应液化石油气球罐的工况，起到有效防止应力腐蚀开裂的作用、实验分析指出，涂层性能的好坏与施工工艺、涂层厚度有密切关系．     

弹性阶段单箱双室梯形结合梁弯扭效应分析

为了研究单箱双室梯形结合梁在偏心竖向荷载作用下的弯扭效应,根据受力平衡原理,给出了偏心竖向荷载的分解方法,以哈大线某铁路结合梁为例,将偏心列车荷载分解为独立的弯曲荷载、刚性扭转荷载和畸变荷载,并采用有限元对各独立荷载作用下的应力进行了分析,主要结论为:单箱双室梯形结合梁在偏心列车荷载作用下以弯曲正应力为主；扭转荷载包括刚性扭转荷载、第一畸变荷载和第二畸变荷载,扭转正应力和第一畸变正应力均沿截面横向呈反对称分布,第二畸变正应力呈正对称分布,第一畸变应力为主要畸变应力；横隔板对扭转应力影响较小,但对第一、第二畸变应力均影响较大.     

C/C复合材料弯曲性能数值模拟与试验验证

对C/C复合材料在弯曲载荷下的性能进行了试验研究和有限元数值模拟研究。试验中,沿两个加载方向分别测试了C/C复合材料的弯曲性能,绘制了试验件的载荷位移曲线并给出了损坏试验件的微观照片。在有限元模拟中,采用了Linde失效准则来进行模拟,预测了C/C复合材料在垂直于纤维方向上的弯曲强度。有限元模拟结果与试验结果相比,误差为3.56%。最后分析了C/C复合材料在弯曲载荷作用下的损伤破坏机理。C/C复合材料受到弯曲载荷时,发生破坏的主要原因是轴向纤维在拉伸应力下达到强度极限而破坏。纤维损伤主要出现于0度纤维层的中间部分,而基体的损伤分布情况范围较广,主要集中于上表面和试件的中间部分。     

液化石油气球罐焊缝保护涂层性能的实验分析

对热喷涂铝层的粘结强度，抗拉强度，剪切强度以及封闭涂层的耐浸泡性能进行了实验测定分析，结果表明，热喷涂纯铝加ＷＲＦ８４０１封闭涂中以适应经石油气球罐的工况，起到了有效防止应力腐蚀开裂的作用，实验分析指出，涂层性能的好坏与施工工艺，涂层厚度有密切关系。     

钢制储罐安全防护研究

钢制储油罐作为石油产品储存的主要设施,在使用过程中受到石油蒸气云爆炸荷载的潜在威胁。文章研究了聚脲涂层对钢制储罐在爆炸荷载作用下的安全性能的影响,利用ANSYS LS-DYNA软件建立了聚脲涂覆钢制储罐的有限元模型,并通过施加压力的方式对有、无聚脲涂覆的钢制储油罐简化模型施加TNT爆炸荷载,进而获得了聚脲涂覆储罐在爆炸荷载作用下的塑性变形。模拟结果表明:在罐体表面涂覆10 mm聚脲层能够使罐体最大位移和残余位移分别降低16.3%和16.4%;同时,位移降低百分比随着涂层厚度的增加而增加。由此可见,聚脲涂覆层能有效降低罐体最大位移和残余变形,且降低效果随着厚度的增加而增加。聚脲涂层对罐体表面密度的提高和罐体塑性铰线处弯矩的提升是聚脲涂层影响罐体位移降低效果的主要因素。     

晶须改性氰酸酯树脂/玻璃纤维布复合材料的研究

为了改善氰酸酯树脂基复合材料的层间性能,研究了不同类型晶须材料,即硼酸铝晶须、钛酸钾晶须和硫酸钙晶须对氰酸酯树脂的增韧改性作用,并探讨了硼酸铝晶须对氰酸酯树脂/玻璃纤维布复合材料的力学性能和耐湿热性的影响.研究结果表明:3种晶须材料均可显著提高氰酸酯树脂的弯曲强度和冲击强度,硼酸铝晶须改性效果最佳;硼酸铝晶须添加到氰酸酯树脂/玻璃纤维布复合材料中,复合材料的层间剪切强度和弯曲性能大幅增强,耐湿热性能明显提高.SEM分析表明:晶须在材料破坏过程中,能起到"锚钉"和阻止微裂纹扩展的作用,是氰酸酯树脂的韧性以及复合材料的层间剪切强度得到改善的主要原因.     

TiO_2/PTFE改性氟碳防污闪涂层材料的研究

采用表面改性后的金红石型纳米Ti O2与PTFE作为复合填料,将其与氟碳树脂(FEVE)结合,制备具有防污闪性能的纳米复合氟碳杂化材料,用压缩空气喷涂法将其涂覆在玻璃绝缘子基底表面形成氟碳防污闪涂层。采用红外光谱对改性后的纳米Ti O2进行表征分析,用扫描电镜、X线光电子能谱、接触角测量仪等观察和测试氟碳杂化涂层材料表面的微观结构及疏水性。研究结果表明:在Ti O2/PTFE改性复合氟碳防污闪涂层材料近表面区域上,Ti O2和PTFE之间通过化学键合作用形成具有类似乳突状的微/纳二元粗糙结构,对水静态接触角高达120°以上。涂层材料具有优良的耐水、耐化学试剂性、耐盐雾、耐漏电起痕及电蚀损性能,体积电阻率为2.5×1010?·m,击穿场强为21.1 k V/mm,耐漏电起痕级数为2.5级,最大电蚀深度为1.20~2.74 mm。     

基于有限元法的热障涂层系统应力分析

采用有限元方法建立热障涂层模型,研究热障涂层系统在温度载荷作用下的应力场及其温度场分布,考虑陶瓷层厚度和氧化层厚度变化对热障涂层系统热应力的影响。研究结果表明,热障涂层系统最大应力出现在氧化层/陶瓷层界面,热障涂层系统内氧化层/陶瓷层界面等效残余应力随着氧化层厚度增加而增加。随着陶瓷层厚度增加,热障涂层系统隔热效果明显,对热障涂层设计有指导意义。     

波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁抗扭性能

根据乌氏第二理论对波纹钢腹板预应力混凝土箱梁的扭转性能进行了研究,分析了箱梁截面在偏心荷载作用下的约束扭转和畸变特性,建立了空间有限元模型,并对理论分析进行了验证.分析结果表明:在偏心荷载作用下,由约束扭转产生的翘曲正应力为弯曲应力的5.9%,跨中截面钢腹板剪应力为弯曲剪应力的14.8%,由畸变引起的翘曲正应力为弯曲正应力的29%;针对跨径较小的简支梁,畸变产生的翘曲正应力约为约束扭转产生的翘曲正应力的5倍;偏载引起的效应在整体效应中所占的比重较大,在计算过程中不可忽略.     

用于RFID标签封装的ACA的制备及性能研究

把μm级银粉、潜伏性固化剂等混入热固性环氧树脂,制备出各向异性导电胶,并采用倒装芯片技术,通过热压固化工艺,对RFID电子标签进行封装.通过对导电银粉形貌、连接点微观形貌、胶水的固化曲线、Tg曲线、绑定强度和韧性实验、湿热加速老化实验(85℃,85%RH)的研究来分析该各向异性导电胶的性能.结果发现;银粉颗粒为具有粗糙表面的球形,粒径均一,平均粒径为3.0μm,能均匀分散在树脂中.在180℃,12S,1.4 MPa热压条件下,制备的ACA能够成功应用于RFID标签的封装;胶水有较低的固化温度(固化峰为127.7℃)和较快的固化速率(△T为50℃)及较好的耐热性能(Tg为135.4℃);胶水有较强的绑定强度和韧性及较好的耐湿热性能.通过与国外同类产品(Delo ACl63)比较,制备出的各向异性导电胶达到国外同类产品ACl63的性能,适合大规模低成本RFID标签的封装.     

焊接钢吊车梁上部区域疲劳问题的研究

通过试验分析,研究了钢吊车梁在滚动吊车轮压作用下腹板上部区域的局部扭转应力、局部挤压应力、最大剪应力等的变化规律,提出了相应的计算公式。根据实际冶金厂房中钢吊车梁破坏的现场资料,验证了水平的最大剪应力循环是导致吊车梁上部区域早期疲劳破坏的主要原因,提出了重级工作制钢吊车梁上部区域疲劳强度的验算公式。     

弯曲荷载下腐蚀介质SO42-、Cl-在混凝土中的分布规律

分析了混凝土试件在弯曲荷载作用下各部位的应力大小和受力状态,并研究了腐蚀介质SO42-、Cl-在混凝土试件中的分布规律.结果表明:在扩散距离相同的混凝土层中,纯弯区部位的SO42-、Cl-含量大于弯剪区;拉应力层中的离子含量大于压应力层;弯曲荷载下混凝土试件受应力破坏最严重的部位为纯弯区拉应力层,该层中SO42-、Cl-含量最大;荷载作用下,不仅渗透进入混凝土中的SO42-、Cl-的量增加,离子的分布规律也发生改变,离子含量由对称分布改变为从压应力表层至拉应力表层呈"√"型分布,至压应力第3层或第4层(中性层)下降至最低,在拉应力表层离子含量最大.     

防火涂料和钢板间之间的层间应力

为了预测钢构件上防火涂料在外荷载作用下的破损,使用层间应力理论对拉伸和弯曲作用下防火涂料和刚板件之间的层间正应力进行了分析,对有限元分析层间正应力结果进行了验证.通过有限元分析,得到了弯曲和弯剪作用下层间正应力分布的规律,结果表明:不论弯曲或弯剪,防火涂料与钢板件间端部层间正应力的最大值只与防火涂料端部钢板件上的弯矩有关.进而采用层间引力理论对弯剪作用下最大粘结正应力进行了计算,并提出了一个简化计算公式.     

气体扩散层碳纤维纸加载微孔层研究

气体扩散层碳纸表面加载微孔层能有效地改善质子交换膜燃料电池的水管理,提升电池效率,故以导电石墨粉和聚四氟乙烯(PTFE)构成的涂料对碳纸进行涂覆处理,在碳纸表面加载微孔层。研究PTFE/石墨粉配比和涂料固含量对涂布后碳纸的导电性、憎水性及孔径分布的影响,扫描电镜(SEM)结合X射线计算机体层成像(XCT)及图形处理技术分析涂布前后的碳纸表面形貌。结果表明:低固含量涂布有利于形成均匀的涂层和孔径分布,PTFE/石墨粉涂层在碳纸表面形成了较大比例的小孔(小于20μm),有利于气、液态水的传质;涂料中高比例石墨粉可提高碳纸微孔层的导电性,但降低了疏水性和微孔的数量,当PTFE与石墨粉比例达到1∶3时,涂层不具憎水性。选择PTFE与石墨粉配比1∶1时,可兼顾疏水性和导电性。