按需有机气相喷印沉积成膜系统的设计

提出了一种按需有机气相喷印沉积成膜技术,以惰性气体为载气,携带高温有机蒸汽经由图形化喷嘴喷射,在基板上冷却沉积成形.以AlQ3为有机原料,使用单孔硅喷嘴研究了喷嘴直径、蒸发腔温度、基板温度、载气驱动压力、基板与喷嘴间距、电磁阀开启时间和基板扫描速度等控制参数对喷印图形尺寸的影响,同时进行了单孔喷嘴图形阵列沉积和阵列喷嘴的直接并行沉积实验.实验结果表明:该按需有机气相喷印沉积成膜系统可实现有机材料的精密图形化沉积.     

高粘度导电浆料微滴喷射成形导电线路表面质量研究

为了评价高粘度浆料冲击喷射导电线路的成形质量,提出了线路水平轮廓精度与截面轮廓粗糙度指标。根据微滴融合特性建立了导电线路水平轮廓与截面轮廓质量模型,开展了不同单微滴直径和微滴间距的导电线路喷射成形实验。采用激光共聚焦显微镜扫描、MATLAB图像处理等手段,获取了成形线路的平均线宽、横向轮廓峰谷差以及纵向高度数据,计算了水平轮廓精度与截面轮廓粗糙度数值。结果表明：当微滴间距与单微滴直径的比值为(0,0.5]时,线路具有较小的水平轮廓波动;且该比值约为0.1时,线路同时具有最小的截面轮廓波动,并且截面轮廓质量随着比值的增大迅速下降。在高粘度浆料冲击喷射成形工艺中,针对不同的单微滴直径设置合理的微滴间距,可以有效改善线路表面形貌,提高导电线路喷射成形质量。     

内混式扇形空气雾化喷嘴参数分析

采用Eulerian-Lagrangian耦合算法,对内混式空气雾化喷嘴的性能参数进行了数值模拟,结果表明:气液质量流量比为定值时,随着喷嘴孔口宽度的增大,雾化角和液滴的速度逐渐减小,索特尔平均粒径(SMD)不断增大;为了获得更细小的液滴,喷嘴孔口宽度不宜过大;喷嘴孔口宽度为定值时,SMD随气液质量流量比的增加,先逐渐减小,达到极小值后,又逐渐增大,喷嘴孔口宽度为0.6mm时,SMD的极小值约为39.5μm。     

电流体动力喷射3D打印工艺参数对泰勒锥和打印图形的影响和规律

电流体动力喷射3D打印是一种新型微纳增材制造技术,它具有成本低、结构简单、精度高、打印材料广泛等突出特点和优势.但是,由于电流体动力喷射3D打印的打印速度快、喷嘴和基底打印距离小,特别是对于微尺度特征图形的打印,其实际图形及打印质量难以直接观测,而且影响打印图形精度和质量的工艺参数较多,各个工艺参数相互耦合和相应作用.因而直接有效的控制打印图形的精度(线宽)和质量(线边缘粗糙度)是其面临的一个挑战性难题.本文提出一种通过调整打印工艺参数间接控制泰勒锥形状和尺寸,进而实现对于打印图形精度和质量有效控制的新方法.建立了线宽与工艺参数、材料性能和基底关系的理论模型;通过实验,系统研究并揭示了电流体动力喷射3D打印工艺参数对泰勒锥和打印图形的影响及其规律;优化出针对同一喷嘴较为理想的喷印工艺窗口;并通过典型实验工程案例研究,采用内径60μm喷嘴实现了最小线宽3μm打印,验证了实验研究结果的正确性和有效性.本文提出的方法和实验研究结果为电流体动力喷射3D打印的打印精度、图形质量和打印稳定性改进及提高奠定了基础,并为简化和易于操作提供了一种切实可行的方法.     

水性丙烯酸树脂/银导电油墨的制备及表征

采用液相化学还原法,以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、硝酸银（AgNO₃）及水合肼（N₂H₄·H₂O）制备银纳米粒子;以丙烯酸树脂/丙烯酸乳液为粘接料,将纳米银粉加入并辅以其他填料,制备水性导电油墨;最后将导电油墨涂覆在聚对苯二甲酸类（PET）薄膜表面成型。对银纳米粒子和油墨进行了X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）及扫描电子显微镜（SEM等表征,研究了纳米银粉的添加量和热处理温度等对油墨导电性能和界面结合力的影响,结果表明：当纳米银粉质量分数为64.0%,热处理温度为150℃时,薄膜表面电阻达到0.9Ω/□,导电油墨与聚对苯二甲酸类（PET）基体的附着力达到美国材料与试验协会（ASTM）5B级,并具有良好的耐湿和耐温性。     

研磨条件对陶瓷喷墨墨水分散性的影响研究

采用机械分散法制备了钴蓝陶瓷喷墨墨水,在固定油墨配方的条件下,考察了研磨珠的大小以及研磨时间对油墨分散性的影响,实验结果表明：当固含量为30％,纳米砂磨机的转速为2 086转/分,研磨珠的大小为0.6～0.8 mm,研磨时间为10h,研磨得到的油墨分散性最好,测得油墨的粒径D50为0.48 μm,D90为0.77 μm,粘度为27.9 mPa·s,表面张力为27.8 N/m,符合陶瓷喷墨打印的性能要求,经上机打印实验,效果较好.     

新型流化床气溶胶发生装置及其特性

根据气固流态化原理,设计了一种实用新颖的流化床气溶胶发生装置.该气溶胶发生装置可以稳定地输出高粒子数浓度、空气动力学直径小于10 μm的气溶胶颗粒物.应用该装置对燃煤电站锅炉电除尘器粉煤灰进行了气溶胶化实验.实验表明,通过改变流化气体(氮气)流量、待气溶胶化的粉煤灰和青铜珠床料组成的混合物料的给料速率以及流化床床层物料中飞灰的掺混质量比,可以调节流化床气溶胶发生装置输出的飞灰粒子数浓度.测试结果表明:飞灰粒子数浓度呈双峰分布,2个峰值分别位于空气动力学直径为0.01～0.1 μm和0.1～10 μm的范围内;飞灰质量浓度随着颗粒粒径的增大而增加.     

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的气保护方法

利用焊剂带约束的电弧进行超窄间隙焊接时,采用合适的气体保护工艺十分重要.为了获得成形良好的超窄间隙焊缝,通过分析和试验确定粗扁管单侧倾斜送气的气保护方法,设计用于研究气保护效果的试验装置,并利用该装置研究气流量、喷嘴截面尺寸以及喷嘴与保护区距离对气保护效果的影响.结果表明,在气体喷嘴截面尺寸为2.5 mm×12 mm,气体喷嘴与电弧距离为20～25 mm的情况下,保证焊缝成形良好的最佳气流量为10 L/min.     

柔性可拉伸电路一体化打印技术及系统开发

为解决现有制造方法普遍存在制作工艺复杂、制备时间长和制造成本高等问题,提出了一种基于液态金属的柔性可拉伸电路一体化打印的新技术,并搭建了柔性可拉伸电路一体化打印系统.系统采用并联排布式多喷头结构,利用气压驱动打印封装和基底材料,并利用电流体动力喷射沉积打印液态金属导线,可以实现基底、导电线路和封装层的一体化打印.工艺实验揭示了气压对PDMS基底厚度,供料流量对金属导线线宽的影响规律,成功制备了柔性LED电路.实验结果表明,该柔性可拉伸电路打印方法工艺简单,打印的柔性电路具有较好的柔性和可拉伸性.     

空气等离子体炬改性连续玻纤束的工艺研究

玻璃纤维表面光滑且呈化学惰性,聚丙烯缺少极性官能团,导致玻璃纤维与聚丙烯之间的界面润湿性能较差。为了提升玻璃纤维增强聚丙烯(GFRP)复合材料的界面结合性能,设计并搭建了空气等离子体炬处理装置,通过该装置在连续玻璃纤维束表面沉积SiO_x纳米颗粒,并测定了改性玻璃纤维的润湿性能和GFRP复合材料的界面剪切强度;采用响应曲面法(RSM)分析了喷嘴与纤维间的距离、载气流量、处理时间对玻璃纤维润湿性能的影响,并对这些工艺参数进行了优化。结果表明：当处理距离为20 mm、载气流量为1.5 L/min、处理时间为6 s时,与对照组相比,改性后的玻璃纤维与聚丙烯的接触角降低了49.8%,GFRP复合材料的界面剪切强度提高了94.7%;载气流量对玻璃纤维润湿性能的影响程度最大,处理时间次之,处理距离的影响最小。优化后的工艺参数为：喷嘴与纤维间的距离为18 mm,载气流量为1.7 L/min,处理时间为7 s。在此工艺条件下制备了空气等离子体炬改性的玻璃纤维,实测的接触角(24.6°)与预测值(25.0°)之间的偏差仅为1.6%。     

导电油墨印刷转移率及其影响因素研究进展

 伴随印刷电子产业化技术发展,导电油墨及其应用技术获得了长足进步。为了获得高导电性高精度印刷线路,必须保证导电油墨在印刷过程的高转移率;导电油墨的印刷适性、承印物表面性能和印刷工艺技术,都会影响油墨转移率及印品性能。针对常用接触式印刷方式,例如凹版印刷、柔版印刷、丝网印刷和胶版印刷,分析了影响导电油墨印刷转移率的一系列因素,探讨了提高导电油墨印刷转移率的方法。研究表明,导电油墨印刷转移过程受油墨材料、印刷工艺和印刷装备影响,影响导电油墨转移率的关键因素在于油墨流变性和承印物表面与油墨相容性的改进及印刷工艺技术调整。     

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。     

3D打印PCB线路挤出机构流体力学分析与应用

分析3D打印PCB线路挤出机构料筒腔内导电银浆的受力分布及对料筒腔壁的作用力,明确内部受力情况;通过实际打印验证喷嘴的力学分析结果,确定喷嘴类型;计算所选喷嘴出口处的流量、压强、压力.研究结果可为选择合适驱动电机提供较为准确的理论依据.     

柔性共面超级电容器电极印制及性能

 柔性全固态超级电容器作为便携式、可穿戴电子的储备电源备受青睐。利用印刷电子大面积、柔性化的独特优势可大大简化柔性电极的制作工艺,以活性炭为活性材料配制油墨,并结合导电银浆,采用丝网印刷方式套印制作了柔性超级电容器电极,并将PVA-H₂SO₄凝胶作为电解质涂覆在活性电极上组装成柔性共面超级电容器,测试其电化学性能。结果表明,丝印柔性超级电容器电极可成功应用于柔性共面超级电容器。当采用PVA-H₂SO₄凝胶作为电解质时工作电压可达0.8 V。当充放电电流为0.2 mA时,柔性共面超级电容器的面积比电容达到18 mF·cm^-2。     

氧化石墨烯墨水的制备及直写图案化

 采用改进的Hummers法制备宽度分布范围为30~70 μm的大尺寸氧化石墨烯及其墨水,并通过直写打印实验,研究了最佳打印条件和氧化石墨烯墨水直写图案化。结果表明,当氧化石墨烯浓度为15 mg/mL、打印压力为70 kPa、线速度为3 mm/s时,打印线条流畅,形貌精细可控;还原剂为15%氢碘酸、还原时间为3 h时,打印线条的还原程度最高,且电性能最佳,电导率可达4.40×10⁴ S/m,远超过现有打印技术的石墨烯图案电导率;实现了氧化石墨烯墨水在亲水聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、玻璃、硅片等多种柔性和非柔性基底上的图案化直写打印,且经还原处理的氧化石墨烯图案可作为连接导线实现发光二极管的集成,对于石墨烯基印刷电子器件的发展具有重要意义。     

纺织品的喷墨印花

文章介绍了新型的喷墨印花技术。重点阐述了喷墨印花的加工工艺包括油墨配方及其性能要求,印花流程及前处理,喷墨印花机的喷射系统等;简要分析了纺织品喷墨印花的发展现状。     

空气等离子体炬改性连续玻纤束的工艺研究

玻璃纤维表面光滑且呈化学惰性，聚丙烯缺少极性官能团，导致玻璃纤维与聚丙烯之间的界面润湿性能较差。为了提升玻璃纤维增强聚丙烯（GFRP）复合材料的界面结合性能，设计并搭建了空气等离子体炬处理装置，通过该装置在连续玻璃纤维束表面沉积SiO_x纳米颗粒，并测定了改性玻璃纤维的润湿性能和GFRP复合材料的界面剪切强度；采用响应曲面法（RSM）分析了喷嘴与纤维间的距离、载气流量、处理时间对玻璃纤维润湿性能的影响，并对这些工艺参数进行了优化。结果表明：当处理距离为20 mm、载气流量为1.5 L/min、处理时间为6 s时，与对照组相比，改性后的玻璃纤维与聚丙烯的接触角降低了49.8%，GFRP复合材料的界面剪切强度提高了94.7%；载气流量对玻璃纤维润湿性能的影响程度最大，处理时间次之，处理距离的影响最小。优化后的工艺参数为：喷嘴与纤维间的距离为18 mm，载气流量为1.7 L/min，处理时间为7 s。在此工艺条件下制备了空气等离子体炬改性的玻璃纤维，实测的接触角（24.6°）与预测值（25.0°）之间的偏差仅为1.6%。     

基于BP人工神经网络的磨料水射流切割深度模型

在已知的磨料水射流切割混凝土实验数据的基础上,应用BP人工神经网络理论,并且借助MATLAB神经网络工具箱,建立磨料水射流切割深度模型.模型中包括的射流参数有射流压力、靶距、磨料粒径、磨料流量、磨料喷嘴直径、磨料喷嘴长度及横移速度.通过模型预测结果与实验结果的比较,表明模型具有一定的精度.