气溶胶打印凝胶电解质膜及在柔性铝空气电池中的应用

将氢氧化钾-聚乙烯醇-丙三醇(KOH-PVA-Gl)溶液作为打印墨水,基于气溶胶打印制备厚度可控的凝胶电解质膜.采用XRD、SEM、EIS等方法,对凝胶电解质膜进行表征和测试.将凝胶电解质膜组装成柔性铝空气电池,测试其电化学性能,并探究凝胶电解质膜厚度及KOH质量分数对于电池性能的影响.结果表明,气溶胶打印的凝胶电解质膜厚度可控,10层打印的电解质膜厚度仅为18.4μm.在3 mA/cm^(2)的放电电流密度下,由18.4μm厚凝胶电解质膜组装的铝空气电池组峰值功率密度达8.22 mW/cm^(2).KOH质量分数为15%的凝胶电解质膜离子电导率可达2.44×10^(-2)S/cm,其组装的铝空气电池放电时长比质量分数5%KOH电解质的电池提升了约124%.

基于气溶胶打印法定量控制打印柔性银导线横截面尺寸

打印银导线的横截面尺寸是影响导线性能和质量的一个重要参数。为了实现气溶胶打印银导线横截面尺寸的定量控制,通过实验总结分析了载气体积流量(8~14 mL/min)、气体体积流量比(环绕气体体积流量与载气体积流量的比值,2~6)、打印速度等工艺参数对打印银导线横截面尺寸的影响,并拟合得到了银导线横截面面积和横截面宽高比与打印参数的关系公式,结果显示,银导线横截面面积与载气体积流量基本呈线性关系,而银导线宽高比与载气体积流量和气体体积流量比呈近似二次关系。采用不同的参数组合对打印银导线横截面尺寸定量控制方法的有效性进行了验证,以打印横截面面积为100μm^(2)、宽高比为20的银导线为例,三组不同的打印工艺参数均可得到相同横截面尺寸的银导线,同时结果表明采用载气体积流量为14 mL/min,气体体积流量比为1.63时,打印的银导线质量最佳。

气溶胶打印超声雾化对图案线宽及形貌影响研究

目的以气溶胶打印技术为基础,采用自主设计的超声雾化装置,探究雾化器对打印线条宽度以及形貌的影响。方法设计单因素实验,分别改变电压、电流、隔离层水温3种雾化参数,利用图像处理技术探究超声雾化对打印图像线宽及形貌的影响。结果当雾化器电压在24V附近、电流在1.6A附近时,打印线条效果最佳。电压和电流偏大或偏小都会造成打印质量问题,当隔离层水温在15~35℃内变化时,不会造成打印线条的质量问题。结论在设备允许的范围内增大雾化器电压、雾化器电流、隔离层水温都会增加打印线条的线宽,但是作用效果会有所不同,其中雾化器电压、电流对线宽影响较大,隔离层水温在15~35℃内对线宽影响较小。

银纳米线基柔性应变传感器气溶胶喷射打印制备及性能

为开发具有优异传感性能且工艺简单、稳定性好的柔性应变传感器,以实现对人体健康信号的无创监测,以多元醇法制备的银纳米线(AgNW)为原料,利用气溶胶喷射打印(AJP)技术构建了基于致密AgNW的柔性应变传感器,有效增强了界面导电性和机械性能。25层的打印层数使传感器获得了30%的应变范围,对其进行120℃烧结,实现了AgNW的有效搭接,构筑了稳定的导电网络体系,显著提高了传感器的灵敏度和稳定性。所制备的传感器在30%的应变范围内平均灵敏度系数为66.7,具有良好的皮肤贴合性和舒适性,并成功地用于监测手指弯曲信号,经过500次的重复拉伸测试,显示出较为稳定的应变传感性能。

基于BP神经网络的气溶胶喷射3D打印技术质量建模及分析

为了提高气溶胶喷射3D打印质量的稳定性和准确性,建立基于Back Propagation(BP)神经网络的打印质量预测模型.该模型以鞘气流量、载气流量和打印速度为主要参数,并预测气溶胶喷印中的两个重要指标:线条宽度和线条粗糙度.同时,采用了K折交叉验证方法对神经网络模型进行训练,并对网络结构进行了评估.测试结果表明,该模型具有较高的预测精度和稳定性,能够准确地预测线条宽度和线条粗糙度.

气溶胶喷墨打印工艺参数对图案精度的影响

以商业纳米银颗粒墨水为打印材料,以钠钙玻璃为衬底材料,采用气溶胶喷墨打印工艺在衬底上打印形成银线。在搭建的气溶胶喷墨打印平台上,通过改变工艺参数探究不同工艺参数对银线线宽的影响规律。通过激光共聚焦显微镜对打印图案进行测量与观察发现：增大环绕气体流量、减小输送气体流量可以降低银线线宽;增大气体流量比可以在减小打印线宽的同时减小铺展现象,但会出现卫星液滴问题与沉积空洞现象;提高打印速度也可以有效抑制铺展现象;最后在钙钠玻璃衬底形成了平均电阻率为24.93μΩ·cm的导电金属电极图案。

气溶胶喷射打印制备稀土荧光图案创新实验设计与实践

大学生创新实验是培养大学生实践、思考、创新和团队协作能力的最有力手段。本文以气溶胶喷射打印制备Y_(2)O_(3)∶Eu^(3+)荧光图案为例,从研究方案制定、研究阶段安排、具体实施过程、数据分析和实验报告撰写等多个方面,针对稀土专业类大学生进行了创新实验教学设计。侧重于开发设计稀土与机械交叉学科的创新实验课程,旨在提高大学生的实验操作、学科融合和创新思维能力。

基于气溶胶喷射打印技术的可编程湿度响应执行器的设计

以氧化石墨烯(GO)纳米片和气溶胶喷射打印技术(AJP)制成三维褶皱结构,在真空辅助抽滤制备的GO薄膜上打印GO墨水,调节打印方向来控制薄膜的弯曲方向,以实现基于GO的湿度响应执行器的可编程性。通过设计实现了湿度响应执行器的复杂变形并应用于仿生领域。

基于气溶胶喷墨打印的太赫兹超材料结构仿真与制备研究

本文介绍了利用气溶胶喷墨打印技术制备太赫兹波段的准光学元件。通过采用CST软件设计了CRR金属共振环和THz带阻滤波器。通过实验数据与数值模拟数据的比较,可以得出气溶胶喷墨打印技术在太赫兹领域的适用性。

气溶胶喷射打印系统成形宽度影响因素分析

在分析气溶胶喷射打印技术工作原理的基础上,利用商用压电陶瓷雾化片和自行设计制造的喷印头,构建出由气溶胶喷射打印装置、温度控制装置和运动控制装置3部分构成的气溶胶喷射打印系统。以纳米银导电油墨为对象,采用单参量对比实验分析法,研究鞘气流量、载气流量、喷嘴与衬底间距、打印速度、打印层数等因素对打印成形宽度的影响。结果表明:随着载气流量增大、层数增加,纳米银导电油墨沉积成形宽度增加;在实验参数范围内,载气流量和打印层数对成形线宽影响明显,且呈正相关;线宽随着鞘气流量的增大先减小后增大;喷嘴与衬底间距在1.5~4.5 mm范围内对线宽无明显影响;在喷嘴直径为200μm,鞘气流量为50 mL·min^-1,载气流量为3 mL·min^-1,喷嘴与衬底间距为3 mm,衬底移动速度为3 mm·s^-1,打印层数为6~8层,加热板温度为80℃时,可获得最小宽度为26μm,高度为7μm的均匀线条,这也是纳米银导电油墨喷射打印的最优工艺参数。

基于气溶胶喷射打印技术制备稀土发光纤维

采用气溶胶喷射打印技术(AJP)制成Y_(2)O_(3)∶Tb^(3+)发光纤维,研究不同Tb离子的掺杂浓度与纤维发光性能之间的关系。通过X射线衍射(XRD)、荧光光谱对纤维表面发光涂层的物相及发光性能进行了表征,确定Tb离子的最佳掺杂浓度为1%。在制备完单根纤维后,通过编织排列等手段,制备得到了纺织品的雏形,本实验为柔性发光器件提供了一种新的思路。