新型OLED柔性基板用聚酰亚胺薄膜研究

本研究以4,4’-二氨基苯酰替苯胺(DABA)和4,4’-二氨基-2,2’-二甲基联苯(m-TB)与均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4,-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)为原料,成功合成了有机发光二极管(OLED)柔性基板用聚酰亚胺(PI)薄膜。结果表明:当二胺与二酐摩尔比为0.990、加料时间为120 min、反应温度为0~30℃、搅拌速度为200~250 r/min、反应时间为240 min时,聚酰胺酸合成过程凝胶量少,黏度满足工业化合成要求。经400℃热亚胺化后,所得PI薄膜的玻璃化转变温度为450℃,1%热失重温度为554℃,热膨胀系数为4.1×10^(-6) K^(-1),拉伸强度为326.9 MPa,拉伸模量为9 572.8 MPa,电气强度为623 kV/mm,介电常数为3.251,这些参数指标满足OLED柔性基板的工业应用要求。

液滴撞击柔性基底研究进展

液滴撞击固体基底现象广泛存在于自然界、日常生活及工业生产中.在多数液滴撞击场景中,固体基底可以近似地视为理想刚性基底.然而在一些场景中,具有较小杨氏模量或者几何结构为薄壁或细长类的固体基底在受到液滴撞击后会产生明显的变形,而固体基底的形变反过来又会影响液滴的动力学行为.相比于刚性基底情况,液滴与柔性基底的耦合作用可能会引发新的动力学现象和机制.因此,柔性基底液滴撞击动力学的研究很有意义,也成为一些学者当前关注的研究焦点之一.根据几何结构的特点,柔性基底可以分为柔性体、柔性面和柔性杆3种类型.文章据此分类介绍与这3类柔性基底相关的液滴撞击动力学的研究进展.柔性基底的可变形性是导致其液滴动力学与刚性基底液滴动力学存在差异的根本原因.现有的研究表明,基底柔性对液滴撞击的接触时间、最大铺展因子、气泡捕获、回弹和溅射等方面均存在着影响,其中关于接触时间及溅射方面的结论可能为制造防水、抗冰和防溅射材料提供新思路.

金纳米片/胶带SERS柔性基底的制备及对敌百虫的检测

敌百虫(TCF)是一种高效低毒的杀虫剂,它在碱性环境下会转化为敌敌畏,毒性增加,因此对于TCF的检测十分重要。本文制备了一种基于金纳米片(AuNTs)的胶带SERS柔性基底,胶带通过粘贴的方式对样品表面农药残留进行提取,然后,滴加AuNTs溶液将农药残留覆盖,进行拉曼测试。结果表明:该SERS柔性基底对于拉曼信标分子尼罗兰A(NBA)具有良好的信号稳定性和检测灵敏度。以TCF在波长757 cm^(-1)处的拉曼特征峰强度为纵坐标,TCF溶液浓度为横坐标进行线性拟合,在1~10μg/mL线性范围,y=226.370x+193.861(R^(2)=0.9960),计算得到LOD为0.781μg/mL。AuNTs/胶带SERS基底的提出,为表面农药残留检测提供了新方法。

基于金纳米球/胶带的SERS柔性基底制备及应用

为从不平整表面有效提取残留待测物,并进行原位检测与分析。该文采用金属纳米球薄膜对胶带进行改性,研究金纳米球的制备及其薄膜的高效自组装、转移方法。通过扫描电子显微镜、表面增强拉曼散射(SERS)光谱对基底的制备过程进行表征和评价。结果表明,采用气流辅助液-液界面组装法可实现金纳米球薄膜的高效自组装;通过粘贴、剥离的便捷方式可将金纳米球阵列从硅衬底上转移到胶带上,形成具有黏性的SERS活性柔性胶带。相比于硬性SERS基底,基于改性后的胶带不仅具有较好的SERS增强效果,且可通过粘贴方式直接对不平整的果蔬表面残留的福双美进行原位SERS检测。

柔性基底上金属薄膜的失效行为及界面能测试方法研究进展

沉积在柔性聚合物基底的金属薄膜复合结构同时具有聚合物和金属的优势,包括聚合物的灵活性和轻质性,以及金属的优良导电率和电磁波屏蔽等特点。柔性基底-金属薄膜系统以其高延展性、高柔性、高制作效率、良好的电学特性和生物相容性等优点而受到青睐,在微机电系统、航空航天、生物材料、柔性电子等领域有广阔的应用前景。在所有应用中,柔性基底-金属薄膜系统的性能、可靠性和耐久性都直接与薄膜和基底之间良好的界面粘附能密切相关,良好的界面粘接性能往往能提高薄膜抑制失效的能力。膜-基结构的力学性能和界面结合性能对相关器件的使用性能和服役寿命起着至关重要的作用。然而,在实际应用中,薄膜-基底复合结构承受着复杂的载荷,如拉伸、扭转、弯曲等,虽然柔性基底可以承受较大的变形,但金属薄膜则不能,这可能导致膜-基结构发生各种形式的破坏。其中三种主要的失效形式包括界面脱层、薄膜屈曲和薄膜断裂。一方面,这些破坏将严重影响薄膜的电、磁、光等物理性能,而膜-基间的界面粘附性能对薄膜失效的发生和发展起着关键作用。另一方面,针对不同的失效模式,可以充分利用其测试薄膜的力学性能和界面粘附能。近几年来,柔性基底上的单层膜、双层膜和纳米多层膜系统的失效行为和界面粘附能测试等问题引起了学者们的广泛关注。对于柔性基底上的单层薄膜体系,学者们已经针对薄膜和界面的各种失效行为和断裂机理进行了深入研究;对于多层金属薄膜体系,不同性质金属层的组合可以提高体系的附着力、耐腐蚀性或热稳定性。多层膜的尺寸效应影响机制、不同材料层间组合以及界面力学响应问题是近几年学者关注的热点。以往,对膜-基界面粘附能的研究主要针对硬基底,近几年来,学者们针对柔性基底-金属薄膜系统的界面粘附能的测试提出了新的有效方法。本文综述了柔性基底上微纳米金属薄膜的失效行为和界面破坏问题的最新研究进展,重点介绍了薄膜及界面的破坏模式、尺寸效应、多层薄膜的破坏失效等问题;特别讨论了如何利用薄膜的屈曲破坏来测量薄膜性能以及确定界面粘附能;最后,针对这一领域的研究面临的问题和前景进行展望,以期为制备新型柔性膜-基系统的材料选择和结构设计提供参考。

单层单晶石墨烯与柔性基底界面性能的实验研究

单晶石墨烯具有更优异的力学及电学性能,有望成为新一代柔性电子器件的核心材料.因此,有必要从实验的角度精细分析化学气相沉积法制得的大尺度单晶石墨烯与柔性基底复合结构的界面力学行为.本文通过显微拉曼光谱实验方法测量了不同长度的单层单晶石墨烯/PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基底的界面力学性能参数及其在长度方向上界面边缘的尺度效应.实验给出了石墨烯在PET基底加载过程中与基底间黏附、滑移、脱黏三个界面状态的演化过程与应力分布规律.实验发现,单晶石墨烯与柔性基底间由范德瓦耳斯力控制的界面应变传递过程存在明显的边缘效应,并且与石墨烯的长度有关.界面的切应力具有尺度效应,其值随石墨烯长度的增加而减小,而石墨烯界面传递最大应变以及界面脱黏极限则不受试件尺度的影响.

柔性基底上直流磁控溅射沉积金属铝膜的研究

采用直流磁控溅射法在棉布、涤纶、芳纶织物上制备金属铝膜,研究了铝膜的沉积速率、组织结构和表面形貌。结果表明:在一定的范围内,沉积速率随溅射功率的增大近似呈线性增加,随溅射气压的增加先升后降;基底材料对铝膜的组织结构有较大影响,在涤纶和棉布上沉积的铝膜才呈现出典型的多晶态面心立方结构,在芳纶和涤纶上获得的铝膜较棉布上的铝膜更为均匀、致密;在一定范围内,溅射功率的增大有助于提高铝膜质量。

柔性基底立式储罐减震耗能研究

对立式储罐进行了减震耗能研究 .提出了一种新的储罐抗震模型 ,即圆柱储罐壁与构成基底的柔性膜(非金属材料 )相联结 ,形成立式储罐 ,罐周边采用具有水平减震的装置 .建立了控制体系的简化力学分析模型 ,并给出了运动分析方程 .对采用橡胶垫的 5 0 0 0 0m3 立方浮顶罐进行了ElCentro波地震动数值仿真计算 ,取隔震基频为 2rad/s ,阻尼比为 0 .3时 ,其基底剪力降低 85 .78% ,动水压力降低 6 0 .99% .动水压力和基底剪力的降低 ,减少了储罐地震动作用下的轴向应力和环向应力 ,提高了储罐抗震能力 .研究表明 ,新结构体系对减少储罐地震动响应是有效的 ,是一种能够降低成本 。

大面积柔性基底TiO_2/Ag/Ti/TiO_2多层膜的制备及其光电和红外发射特性

利用磁控溅射在柔性基底上制备了大面积的TiO2/Ag/Ti/TiO2多层膜,其中TiO2和Ag分别采用中频反应溅射和直流磁控溅射制备,同时采用Ti作为过渡层,有效地防止了在溅射最外层TiO2时对Ag膜连续性的破坏。利用紫外可见分光光度计,四探针电阻仪,扫描电子显微镜,红外比辐射率测量仪对薄膜的表面形貌和光电特性进行了表征,重点研究了不同膜层厚度对多层膜可见光透过率,方块电阻和红外发射率的影响。结果表明,Ag层厚度对多层膜的方块电阻和红外发射率有决定性的影响,而TiO2层厚度对此影响不大。

柔性基底沉积金属薄膜及其应用

综述了柔性基底上沉积金属薄膜的制备方法,如化学电镀法、真空蒸镀法、磁控溅射法等,归纳各种方法的优缺点;阐述了柔性基底沉积金属膜的性能研究和应用,并展望其研究前景。

靶基距对柔性基底上脉冲激光沉积透明导电薄膜的影响

采用脉冲激光沉积法,控制靶基距分别为4,6,8cm,在聚乙烯对苯二甲酸酯基底上沉积铟锌氧化物、铟锡氧化物和铝掺杂氧化锌薄膜,研究了靶基距对薄膜电学、光学、形态和结构特性的影响。结果表明:采用6～8cm靶基距制备的TCO薄膜,在可见光范围内的光学透光率超过90%,电阻率约为5×10-4Ω.cm;除了这些优良的电学和光学特性外,靶基距8cm制备的薄膜均匀、光滑、附着好,且无裂缝或任何其它扩展的缺陷,适用于光电设备。

柔性基底红外波段左手材料制备及光学特性

采用平板电极化学电沉积的方法,通过调节实验参量,在柔性ITO导电薄膜基底上制备了尺度与红外波长匹配、结构单元大小不等、排列无序的银树枝状结构.通过调节聚乙二醇-20000浓度可以很好地调控银树枝状结构单元的形貌和尺寸,研究发现,在一定范围内增加电解液中的聚乙二醇-20000浓度,可在基底上形成分布较密、分枝较细、分枝级数较高的银树枝状结构单元.通过在银树枝状结构表面涂覆一定厚度的聚乙烯醇作为绝缘层,组装成了柔性"三明治"结构复合材料,测试得到样品在红外波段的多通带透射谱,平板聚焦实验进一步验证了样品的左手效应.

柔性基、柔性关节空间机械臂的动力学与改进奇异摄动控制

采用线性伸缩弹簧、线性扭转弹簧来分别描述基座及关节柔性,并在此基础上经由线动量守恒原理、拉格朗日第二类建模方法,建立了姿态受控柔性基、柔性关节空间机械臂的动力学模型。将柔性补偿思想与奇异摄动理论相融合,推导了可分别表示系统刚性运动、基座与关节柔性运动的慢、快变子系统,并提出一种由协调运动慢变控制和基于高阶快变状态观测器的最优控制所组成的改进奇异摄动控制方案。与传统奇异摄动控制方案相比,所提改进控制方案可有效避免对系统高阶快变状态量进行实时地测量和反馈,且可适于具有较大关节柔性的柔性基、柔性关节空间机械臂的控制。仿真实验结果表明了所提方案在轨迹跟踪控制、基座与关节柔性振动抑制上的有效性。

微注射压缩成型柔性基底微针工艺参数研究

基于微注射压缩成型技术在应用于成型柔性基底薄壁微小塑件方面的应用,提出利用微注射压缩成型技术来制备柔性基底微针阵列,在设计叠层式微针三棱锥模具的基础上,以聚丙烯为实验材料,探究不同工艺参数对微针阵列成型质量的影响。结果表明,最佳微针高度可达322μm,通过极差分析得出注射速度、熔体温度以及二次锁模压力对微针高度影响显著,并利用分子取向应力模型从微观角度解释曲线走势,利用方差分析得出各个因素对于成型的贡献率中注射速度的贡献率最大,达到了25.3%。

基于柔性基底的压电能量收集器的设计

以PDMS为柔性基底设计的PVDF压电薄膜新型压电能量收集器压电性能良好,柔韧性强,可适应复杂的振动环境,具有广阔的应用前景。首先设计了具有柔性基底的压电能量收集器的结构;其次,用PVDF颗粒采用静电纺丝法制备了PVDF压电薄膜;最后,实验表明设计的压电能量收集器在振动频率为25 Hz,振动幅度为2 mm的激励下,开路输出峰值电压为8.38 V,输出功率密度为6.32μW/cm2;经Ansys有限元分析,发现增大激励源的振动幅度,可以提高压电能量收集器的开路输出电压和输出功率。

柔性基底印刷叉指电容的阻抗特性研究

为降低电容制作成本,采用丝网印刷的方式在柔性PET基底上印制出可用于较高频段范围的叉指电容。首先利用电磁仿真软件设计出叉指电容的结构;然后通过实验研究了工艺参数对印刷薄膜电阻值的影响和油墨种类对印刷叉指电容阻抗特性的影响,确定合适的丝网印刷工艺参数和导电性能良好的油墨;最后,采用上述油墨和工艺参数印制了不同结构参数的叉指电容,测试了其阻抗特性,分析了不同结构参数对其阻抗特性的影响。实验结果表明:印刷叉指电容的阻抗特性与理论仿真结果一致;叉指电容所有结构参数中,指的长度和指的个数对其阻抗特性影响较大,印制的叉指电容在100~600 MHz范围内具有较好的阻抗特性。

柔性基底Ti／TiO2薄膜的可见光谱及红外辐射特性研究

采用多弧离子镀法在柔性聚酰亚胺(PI)基底上制备了Ti/TiO2复合多层薄膜,通过控制基底材料的粗糙度使制备出的薄膜在可见波段具有非镜面反射效果。通过分别控制薄膜的内层和外层膜的厚度使其在8～14μm波段具有连续可调的红外发射率。采用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见-近红外光光度计等测试手段对薄膜样品进行了表征,并测试了样品的红外发射率。实验结果表明,采用多弧离子镀法成功的在PI基底上制备了结合力较好、具有多种颜色、红外发射率和方块电阻连续可调的薄膜。研究发现,在外层TiO2膜工艺不变的情况下,随着内层Ti膜厚度增加,红外发射率和方块电阻连续减小;在内层Ti膜工艺不变的情况下,随着外层TiO2膜厚度增加,红外发射率和方块电阻连续增大。

柔性基底薄膜在磁控溅射镀膜领域的应用研究

聚乙烯醇(PVA)薄膜、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚酯(PET)薄膜是磁控溅射时使用的几种典型柔性基底薄膜,其主要性能参数有耐温、放气率、拉伸强度和复合强度等,这些性能的好坏是选用磁控溅射柔性基底薄膜的重要标准。本文通过对比磁控溅射镀膜时所用的几种柔性基底薄膜的使用性能,给出了适合磁控溅射制备微屑的柔性基底薄膜和制备多层膜的柔性基底薄膜。

在柔性基上真空蒸镀ITO膜

研究了在柔性基（聚酰亚胺）上真空蒸镀ITO薄膜的实验装置和工艺参数。给出了最佳工艺参数和实验结果。

基于柔性基板的叠层CSP无铅焊点热疲劳可靠性研究

近年来随着柔性印制电路新材料、新工艺技术的发展,柔性基板叠层CSP封装中的应用受到人们的广泛关注。本文通过有限元方法对该器件进行了热疲劳非线性分析,得到了该器件焊点阵列的应力、等效塑性应变能密度分布规律并确定关键焊点的位置。通过对该器件焊点热疲劳寿命的统计分析,发现焊点的热疲劳寿命符合双参数威布尔分布,本文给出了Sn3.5Ag0.75Cu和96.5Sn3.5Ag两种钎料情况下器件焊点的威布尔分布和概率密度分布数学模型,并计算得到了该器件焊点的平均热疲劳失效寿命。