同軸電射流打印平臺構(gòu)建與實驗研究.pdf

1、打印制造是利用局部能場作用，在襯底上直接實現(xiàn)結(jié)構(gòu)及器件，在復(fù)雜微納結(jié)構(gòu)制造方面具有突出的潛能和優(yōu)勢。電射流打印具有分辨率高、材料適應(yīng)性廣等優(yōu)點，是微納結(jié)構(gòu)打印制造的重要方法。本文主要研究內(nèi)容是:測量并分析了電射流打印過程中的射流電流，設(shè)計并制作了同軸打印噴頭，并利用同軸打印噴頭開展了同軸電射流打印實驗研究。
　　首先，本文搭建了用于電射流打印過程中射流電流測量的實驗裝置，測量并分析了流量與射流電流、射流直徑的關(guān)系，隨著流量的增大，

2、射流電流與射流直徑增大。根據(jù)Ga(n)an Calvo流量比例定律，以石墨烯溶液為材料，建立了流量與射流電流、射流直徑的關(guān)系方程。在此基礎(chǔ)上，打印石墨烯陣列線結(jié)構(gòu)，射流電流測量值與預(yù)測值具有較好一致性。此外，進(jìn)行了石墨烯膜的電射流沉積研究，制備了硅/石墨烯復(fù)合微熱管。
　　然后，設(shè)計并制作了同軸電射流打印噴頭，并集成同軸電射流打印平臺系統(tǒng)。研制的同軸打印噴頭實現(xiàn)了內(nèi)外噴針的同軸及互換，實現(xiàn)了內(nèi)外噴針相對位置的精確可調(diào)，構(gòu)建的同軸打

3、印平臺系統(tǒng)滿足了流量、電壓、工作距離等電射流關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)節(jié)及控制，滿足了同軸電射流打印要求。
　　最后，本文系統(tǒng)研究了同軸關(guān)鍵射流參數(shù)對射流模式和打印結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，液體粘度、流量及噴針內(nèi)徑對同軸電射流打印具有較大影響。隨著外層液體粘度的增大，同軸射流穩(wěn)定性增強，外層液體對內(nèi)層液體的聚焦作用增強，打印結(jié)構(gòu)直線性增強;隨著外層液體流量的降低，射流尺寸及打印雙層結(jié)構(gòu)的尺寸減小;隨著內(nèi)層液體的流量降低，成型結(jié)尺寸明顯降低;隨著內(nèi)噴