電射流仿真及壓電厚膜微結(jié)構(gòu)打印實驗.pdf

1、電射流打印是基于電流體動力效應(yīng)的增材制造技術(shù)，它利用流體在電場力和機(jī)械力作用下形成的穩(wěn)定、精細(xì)射流，實現(xiàn)材料的打印制造。電射流打印具有常溫常壓、分辨率高、材料適應(yīng)性廣等優(yōu)點，在微納器件、柔性電子、生物結(jié)構(gòu)等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。本文主要仿真分析了電射流運(yùn)動過程，研究了電射流參數(shù)對射流尺寸的影響，并且制備了PZT復(fù)合懸浮液，進(jìn)行了PZT厚膜微結(jié)構(gòu)的電射流打印實驗研究。
　　首先，對電射流運(yùn)動過程進(jìn)行了受力分析，并基于“漏電介質(zhì)”理

2、論，推導(dǎo)出電射流形成的流體運(yùn)動方程、電場方程、氣液界面追蹤方程，進(jìn)行了電射流仿真的數(shù)值分析，建立了電射流仿真模型;進(jìn)行了電射流的實驗研究，驗證了電射流仿真模型;利用此仿真模型，分析了電射流關(guān)鍵參數(shù)（電壓、流量和高度）對射流直徑的影響，電壓增加，射流直徑減小，而流量和高度的增加，射流直徑增大。
　　然后，研究了球磨條件對PZT顆粒尺寸的影響，經(jīng)40小時球磨的PZT粉末，粒徑從800 nm降低到200 nm;此外，與PZT溶膠和PZT

3、粉末簡單混合形成的PZT懸浮液相比，球磨混合后的PZT懸浮液的分層現(xiàn)象明顯降低，穩(wěn)定性明顯提高;測試了PZT復(fù)合懸浮液的性質(zhì)，滿足了形成穩(wěn)定“錐-射流”模式的物理條件，獲得了適用于電射流打印的PZT復(fù)合懸浮液;進(jìn)行了PZT懸浮液的電射流仿真，獲得了電射流參數(shù)對PZT射流直徑的影響趨勢。
　　最后，利用電射流打印實驗平臺和制備的PZT復(fù)合懸浮液，進(jìn)行了PZT厚膜微結(jié)構(gòu)的打印實驗研究，根據(jù)電射流仿真分析結(jié)果，通過改變電射流打印高度和運(yùn)