数字化光处理立体成型技术中吸附力的影响机制

数字化光处理(digital light processing,DLP)立体成型技术是一类重要的树脂光固化增材制造技术,具有成型速度快、精度高等优点,但其成型区液态树脂薄层的巨大吸附力限制了成型速度的提高.目前研究集中于树脂槽成型窗口和打印工艺的改进,对吸附力机理缺乏了解.本文建立耦合树脂流动、自由基光聚合反应及固化相变的多物理场模型并通过数值求解,研究了成型区树脂液膜在传质、光聚合、固化沉积、氧阻聚等共同作用下的演化过程,发现固-液界面呈现出稳定的非均匀波浪衰减形貌,液膜厚度极小且在边界处波动剧烈,这不同于以往研究中的均匀界面假设.讨论了打印速度、氧气浓度分布、紫外光强等因素对界面形貌以及吸附力的影响.结果表明,提高外界氧浓度、降低光照强度均能有效降低吸附力,但会显著影响成型精度.进一步提出调整紫外光强分布能改善界面形貌的不均匀性,是降低吸附力、提高打印速度的一种有效措施.本文对研究不同类型的树脂光固化增材制造技术具有重要的借鉴意义.

贝壳中维界面的亲疏水特征

【目的】从亲疏水特征的角度对贝壳各层次结构中的界面进行分析探讨。【方法】采用接触角测量仪对贝壳的中维界面、无机文石及无机方解石进行水接触角测量。【结果】贝壳内表面的水接触角普遍大于90°,其中最大值为113°,最小值为91°;贝壳表壳层内表面边缘位置的水接触角平均值为67°,内部位置的水接触角平均值为112°;无机文石及无机方解石平整表面的水接触角均小于90°,其平均值分别为50°、49°。【结论】贝壳内表面具有疏水性,即有机质层具有疏水性;由于具有亲水特征的文石及方解石为贝壳矿物的主要成分,说明贝壳矿物结构具有亲水性;贝壳表壳层内表面边缘呈现亲水特征,内部呈现疏水特征。

基于AFM胶体探针测量液固界面DLVO力及表面电势

表面电势是微纳流控芯片中流体流动的重要参数。本文介绍了基于AFM胶体探针技术测量液固界面DLVO力并进一步测量表面电势及表面电荷密度的方法。本文改进了胶体探针制作的技术手段,并提出用双探针法测量胶体探针的弹性系数。在0.1~1mM浓度范围内的NaCl溶液中,测量了硅、二氧化硅和氮化硅液固界面双电层内的DLVO力及表面电势。实验结果表明胶体探针技术可以很好地测量液固界面的DLVO力,尤其对静电力指数变化段非常敏感。通过DLVO力曲线可以间接测量表面电势、表面电荷密度等重要参数,是微纳流动及界面属性测量的有效手段。此外,在不同硅基材料表面的测量结果显示了硅烷醇基密度对表面电势起主导作用,可以通过选用不同硅烷醇基密度的材料来有效调控表面电势,从而在硅基材料制作的微流控芯片中调控电动流动的强弱。