等离子体处理对硅橡胶模具润湿性及水溶性微针成型效果的影响

采用空气等离子体处理硅橡胶模具,并用于制备聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮水溶性微针,探讨了等离子体处理等因素对模具润湿性、涂层附着力、微针良品率及力学性能的影响。结果表明,进行等离子体处理可在模具表面生成极性亲水性基团,提高模具的润湿性、聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮涂层的附着力、微针的良品率及力学性能。随着等离子体处理时间的延长,模具的润湿性和微针的良品率及力学性能先升后降;模具的润湿性会随着干燥温度的升高而加速消退;当硅橡胶模具经空气等离子体处理6 min时,可制得结构完整、力学性能良好、脱模容易的水溶性微针。

形状系数对三元乙丙橡胶板式支座竖向压缩性能的影响

采用有限元分析方法,研究几何构型参数对三元乙丙橡胶(EPDM)板式支座竖向压缩性能的影响。结果表明:当形状系数(S)分别为7,7.5,8.17时,EPDM板式支座的压缩弹性模量计算值与理论值的误差大于规范限值(20%);当S>8.17时,该误差小于规范限值;随着S增大,该误差总体减小。在最大设计压缩应力(10 MPa)下,EPDM板式支座的竖向压缩位移均小于规范限值;随着S增大,竖向压缩位移与其限值的比值逐渐减小。EPDM板式支座的竖向压缩性能良好,与传统天然橡胶和氯丁橡胶板式支座较一致,满足实际工程需求。

环扫电镜表征影响因素及芯片失效分析应用

对环境扫描电镜(ESEM)表征影响因素进行试验研究,根据半导体芯片的结构,进行成像参数优化,试验结果表明较为适合的优化参数为:腔室气压40Pa^80Pa,加速电压10k V^20k V。研究了裙散效应对能谱分析的影响,结果表明非分析区域元素含量与离能谱分析点的距离呈幂函数衰减,应证了文献报道的理论计算,对于能谱分析排除干扰元素有一定的参考意义。针对破坏性物理分析(DPA)试验中发现的塑封器件腐蚀缺陷,利用ESEM在优化参数下进行机理分析,结果表明玻璃钝化层裂纹是导致铝金属条被腐蚀的原因,而玻璃钝化层裂纹是由于器件材料性质不匹配,在热载荷条件下产生热应力而引起。这种表层缺陷极有可能因为镀膜而被掩盖,因此,利用ESEM检测半导体器件具有一定的必要性。

外来物导致的塑封器件金属化层损伤机理分析

对塑封器件进行破坏性物理分析(DPA),发现有样品芯片表面存在金属化层损伤。对损伤部位进行背散射电子成像和能谱分析,确定损伤部位存在钢颗粒。结合塑封封装工艺环节进一步分析损伤形貌,结果表明钢颗粒来源于塑封模具破损或老化,在环氧固化过程中产生的应力导致钢颗粒压碎金属化层。分析了具有这类缺陷的塑封器件在高可靠应用领域中的危害性。这类缺陷形成机理不常见,研究结论对改进塑封器件生产工艺具有参考价值。

3D打印硅橡胶基堆垛结构开孔材料及其压缩性能

基于线性直写式3D打印平台,设计并制备了两种具有堆垛结构(简单四方体型结构)特征的硅橡胶基开孔材料,泡孔结构表现出高度有序的特性。本研究从3D打印硅泡沫材料的单胞结构出发,建立相应的力学分析模型,结果表明ST型堆垛结构的弹性模量与基体材料弹性模量的比值E^*/E s同胶丝直径与胶丝间距比值d/l的平方呈正比关系。同时单轴压缩实验研究表明,与同孔隙率下的硅橡胶随机泡沫材料相比,3D打印硅泡沫的压缩力学行为表现出更为优异的一致性,且具有更高的线弹性模量以及更宽的弹性屈曲平台。本研究工作可为今后直写式3D打印硅橡胶基开孔材料的微结构设计与应用提供一定借鉴。

聚偏氟乙烯压电薄膜制备方法研究进展

聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜在可穿戴器件、能量收集和工业无损检测等领域有着广泛应用。PVDF是一种多晶型的高分子,具有压电活性的β晶型控制是制备高性能压电薄膜的关键,因此研究人员一直在寻找各种高效、安全的方法控制材料内部结构制备高性能PVDF压电薄膜。本文从前驱体薄膜制备、拉伸处理和极化激活压电性等方面,综述了近年来PVDF压电薄膜制备方法取得的新进展,分析表明现阶段PVDF压电薄膜的制备发展总体方向是探索更加高效、简便的薄膜制备流程、提升压电性能以及拓展更高温度应用范围。

3D打印制备氧化锌晶须增强有机硅泡沫

制备了氧化锌晶须增强的硅橡胶墨水,利用3D打印技术特有的图案化能力,将硅橡胶墨水打印成有序、开孔的有机硅泡沫材料,实现了发泡过程和硫化过程的分离,获得了泡孔结构均匀和压缩力学性能可控的泡沫材料。相比于传统发泡材料,该泡沫材料的压缩应力-应变曲线展现出明显的压缩应力平台区,有利于各种应力缓冲应用。

气相法二氧化硅对硅橡胶力学性能的影响

将气相法二氧化硅作为补强填料添加到液体硅橡胶中,研究了气相法二氧化硅对硅橡胶拉伸力学性能和应力松弛的影响。结果表明:随着填料用量从5份增加到15份,采用R202、R974和A200补强的硅橡胶拉伸强度均升高。当填料用量继续增加到20份时,采用R974的硅橡胶拉伸强度继续升高,采用R202和A200的硅橡胶拉伸强度反而降低。当填料用量为15份时,采用R202和A200的硅橡胶拉伸强度均达到最大值,分别为9.54 MPa和8.92 MPa,采用A200、R202和R974补强的硅橡胶拉断伸长率均达到最大值,分别为138.9%、142.0%和128.4%;当填料用量固定为20份时,采用A200、R974、R805、R202和R812S的硅橡胶拉伸强度分别为8.46 MPa、10.09 MPa、9.74 MPa、9.47 MPa和9.28 MPa,拉断伸长率分别为105.81%、125.53%、124.28%、129.59%和172.74%,杨氏模量分别为7.48 MPa、6.65 MPa、6.52 MPa、5.95 MPa和5.59 MPa。采用R974、R812S和A200的硅橡胶,分别拥有最高的拉伸强度、拉断伸长率和杨氏模量;采用A200、R974、R805、R202和R812S的硅橡胶的应力松弛率分别为43.78%、44.43%、41.75%、42.13%和37.33%,交联点密度分别为19.48×10^(-4)mol/mL、22.4×10^(-4)mol/mL、22.0×10^(-4)mol/mL、17.26×10^(-4)mol/mL和13.97×10^(-4)mol/mL。

直写式3D打印硅橡胶泡沫压缩力学性能实验研究

通过电镜对比分析了直写式3D打印制备的硅泡沫与传统化学发泡法的硅泡沫微观结构,表明直写式3D打印硅泡沫结构具有结构高度有序、泡孔结构可控的特点,在压缩力学性能定制化设计方面具有巨大的潜力。通过2种典型直写式3D打印硅橡胶泡沫材料(简单立方结构、面心立方结构),研究了泡孔结构、胶丝间距、胶丝直径及打印层数等关键打印参数对其压缩力学性能影响。结果表明,对于2种结构胶丝间距变大或胶丝直径减小均会降低其工作平台区应力中值,使平台区应力变化更为平缓;打印层数的增加对平台区应力差值的影响比对应力中值的影响更为显著,更有利于其压缩性能的提升。实验结果可为3D打印硅橡胶泡沫材料的结构设计及力学性能定制提供技术支撑。

公路桥梁用三元乙丙橡胶板式支座力学性能研究

依据现行设计规范JT/T 4—2019《公路桥梁板式橡胶支座》,设计并试制了三元乙丙橡胶(EPDM)板式支座,并结合试验与数值模拟技术,研究该支座的弹性模量和在最不利工况组合下的力学行为特征。结果表明:EPDM板式支座的弹性模量满足规范要求;在最不利工况下板式支座的橡胶层与钢板之间未出现脱开现象,满足工程设计要求。

硅橡胶在仿生粘附结构制备中的应用研究进展

自然界中的很多生物为了生存下去,在漫长的时光中进化出了独特的微观表面结构。例如壁虎和树蛙,在移动时能够依靠足部柔软的微纳结构克服自重而粘附在各种物体表面。受到这些神奇的表面粘附现象启发,科研人员们通过模仿这些生物表面的微观结构来制备具有可逆粘附特性的"干胶"。硅橡胶具有优异的耐高低温性、弹性、生物相容性,非常适合在其表面构建各种微纳结构,制成具有特殊粘附性的"干胶"材料。总结了基于硅橡胶材料的仿生粘附材料的研究进展,重点对其表面结构类型、制备方法、粘附性能及应用进行了概述,并对其未来发展方向进行了展望。

超热氢交联技术对聚氯代对二甲苯膜表面润湿性的影响

为了解决聚氯代对二甲苯膜(PC膜)表面润湿性较差的问题,采用一种新的表面改性方法即超热氢交联技术(HHIC),引发亲水性高分子聚丙烯酸(PAA)在PC膜表面的接枝反应,从而提高其表面润湿性。实验采用接触角测试仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见光分光光度计对HHIC改性前后薄膜的润湿性、表面化学结构、表面物理形貌、薄膜透光率的变化进行了表征。结果表明,HHIC改性能够在PC薄膜表面有效地接枝具有极性官能团的PAA分子,导致改性后PC膜表面的接触角由最初的84°下降到23°。除此之外,改性后PC膜的透光率并没有明显下降,表明HHIC改性没有对PC膜本体造成物理性的破坏。

B_4C_P/PI聚酰亚胺复合薄膜耐高温及热中子辐照屏蔽性能研究

以耐高温型聚酰亚胺为基体,微米碳化硼(B_4C)为热中子吸收剂,采用粉体表面改性及超声湿混-热亚胺化成膜工艺成功制备了一系列B_4CP/PI聚酰亚胺复合薄膜,重点探讨了不同B_4C含量条件下复合薄膜的耐热性能和力学性能以及不同B_4C含量、不同复合薄膜厚度条件下复合材料的热中子屏蔽性能。研究表明:采用上述工艺,B_4C功能粒子在聚酰亚胺基体中可均匀分散;B_4CP/PI复合薄膜的耐热性随B_4C含量的增加显著提高,力学性能则呈相反趋势;所制备的B_4CP/PI复合薄膜表现出优异的热中子屏蔽性能,中子透射率I/I0随复合薄膜厚度增加及B_4C含量增加呈指数变化规律。据此,可通过材料结构设计,满足不同领域对该类耐高温中子防护材料的应用需求。

高导电化学还原氧化石墨烯／聚苯乙烯复合材料的制备及性能研究

报道了一种简单而环境友好的制备高导电性化学还原氧化石墨烯/聚苯乙烯(CRGO/PS)复合材料的方法,获得了高导电性能的复合材料,并通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、四探针测试仪和高阻计对其结构和电性能进行表征。结果表明,制备的复合材料表现出优异的电学性能,具有极低的渗滤阈值(CRGO体积分数0.07%),CRGO体积分数为3.8%时,复合材料的导电率高达74.8 S/m。

超疏水纳米复合涂层表面机械稳定性研究进展

超疏水涂层因其特有的性质在国防和民用领域有广阔的应用前景,但由于超疏水涂层脆弱的机械稳定性限制了其在实际生活中的应用。简要介绍了提高超疏水涂层机械稳定性的必要性以及失效的原因和机制,强调了聚合物和功能高分子材料在刚性和柔性两类基底构建超疏水涂层中的作用,并综述了近年来国内外科研工作者为提高机械稳定性取得的成果,进一步展望了超疏水涂层的发展方向。

多孔聚氯代对二甲苯膜的表面润湿性和阻隔性能研究

聚氯代对二甲苯膜(PPXC膜)表面疏水性较低,同时其水蒸气阻隔性能还有待进一步提高。通过在其表面引入不同质量分数的热固性聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂层,调控PDMS热固化环境的相对湿度,从而调控涂层表面物理形貌,提高PPXC膜疏水性能和水蒸气阻隔性能。采用水滴接触角测试仪(WCA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和水蒸气透过率测试仪(WVTR)对PPXC膜表面的润湿性、化学组成、物理结构和水蒸气阻隔性能进行表征。结果表明,PPXC膜表面能够形成大面积的均匀多孔结构,其疏水性得到明显提高,表面接触角可以从86°提高到142°,同时其水蒸气阻隔性能也得到进一步提高,水蒸气透过率从5.26 g/(m2·d)下降为1.58 g/(m2·d)。

3D打印技术制备超润湿油水分离材料进展

超润湿多孔材料对油、水具有特殊的润湿选择性,已经成为油水分离的理想材料。传统的喷涂、浸渍等方法制备的超润湿涂层存在界面结合力弱、机械稳定性差的缺点,而三维(3D)打印作为一种新型成型工艺,可实现多孔结构与超润湿表面一体化成型,获得机械稳定性优良的油水分离材料,且孔结构可按需调节,在油水分离领域展现了良好的应用前景。本文概述了3D打印方法设计制备超润湿多孔材料的进展及其在油水分离中的应用。

基于喷墨打印技术的柔性RC滤波器直接制备技术

为解决通过印刷电子技术制备的柔性RC滤波器中导电材料与基底间附着力差的问题,本文引入喷墨打印银离子导电墨水制备柔性RC滤波器.该方案采用经过NaOH溶液预处理后的聚酰亚胺薄膜作为电容介质层,利用DMP-2800材料喷墨打印机使银离子导电墨水在聚酰亚胺薄膜表面形成导电图案,然后对其进行化学镀铜得到柔性RC滤波器.喷墨打印银离子导电墨水制备的柔性RC滤波器成本低、制造工艺简单且易于个性化设计.实验通过百格刀测试法测得该柔性RC滤波器的附着力可达到5B级.