基于液态金属的柔性导线的制备方法研究进展

柔性导线是柔性电子的重要组成部分,以液态金属为导电材料的柔性导线不仅具备高的变形、适形能力,还具备高的电导率(10~4～10~5 S/cm),而掌握液态金属基导线的制备方法是其应用的关键。鉴于此,总结和分析了近年来基于液态金属的柔性导线制备方法的研究进展,介绍了液态金属的物理化学特性,重点阐述了液态金属柔性导线的制备方法,并对基于液态金属柔性导线的现有制备方法的特点以及未来的发展方向进行了深入分析。

3D打印聚氨酯微流道封装镓基液态金属柔性导线及其性能

利用3D打印制备了聚氨酯(TPU)微流道,并采用注射器将GaInSn液态金属注入后封装,得到液态金属柔性导线。采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对液态金属的形貌及结构进行表征。利用万用表和电化学工作站分别测试了复杂流道中的液态金属及外力作用下不同尺寸柔性导线的导电性能,并通过对比商用柔性电路板(FPC),测试了柔性导线在反复弯曲及对折下的抗疲劳性。结果表明,该液态金属由67.2%Ga、20.1%In和12.7%Sn(均为质量分数)组成,将其与TPU柔性材料结合,可制备多层复杂的结构电路;在压力(0~190 N)和弯曲变形(0~360°)的外力作用下,外力对液态金属柔性导线的导通性能基本无影响,其中,微流道横截尺寸为0.5 mm×0.5 mm时,外力对其影响最小;对比商用FPC,液态金属柔性导线在循环弯曲24 h、对折压实200次的条件下仍未发生断裂,其电阻仅增加0.02Ω,展现了液态金属在复杂柔性电路制造领域的巨大应用潜力。

印刷柔性导线研究性课程的教学改革探索

本文针对研究性课程《印刷柔性导线前沿研究》中存在的问题,提出了教学改革的方法,包括做好教学内容和实验设计的规划、教学过程中充分调动学生主观能动性、考核学生综合能力。通过改革,让学生更好理解课程内容,培养学生的创新能力和动手能力,为学生之后的科研工作奠定很好的基础。

汽车用柔性导线的研究及应用分析

随着汽车行业的高速发展,汽车用导线不断更新,其种类、特性越来越多,应用在整车的不同环境中。本文主要围绕汽车用柔性导线,对其结构形式、电气特性及机械特性进行研究,并分析其在整车上的应用范围。

不同垂度导线连接变电站实体耦联设备振动台试验研究

为了对地震作用下柔性导线连接的变电站电气设备间的相互作用进行研究,本文进行了不同垂度下柔性双分裂导线连接实体隔离开关和断路器的地震模拟振动台试验。振动台试验中采用无导线连接的单体设备以及三种不同松弛度导线连接设备体系,在不同强度的三种地震动输入下对耦联体系的动力响应进行了试验研究。试验结果表明:导线的存在使得耦联设备间存在较强的非线性耦合振动。对于松弛度较小的导线,地震动较小时,由于导线对设备的约束及导线振动的能量耗散作用,导线的存在减小了设备的响应;地震动较大时,导线的振动剧烈,产生动力相互作用,对设备产生不利的影响。松弛度较小的导线具有非线性连接件的特点,且导线与设备、设备与设备间存在着耦合振动。变电站柔性导线连接设备需要考虑强震作用下导线的影响。

220kV高压电力极端环境下带电作业机器人控制方法研究

针对高压电缆极端环境下的大柔索输电导线、高空随机风载荷、高压输电线路超强电磁场干扰对于机器人控制的影响机制进行了探索研究,建立了大柔索输电导线和风载荷作用下机器人的控制模型,分析了高压输电线路的电磁场的基本特性,构建了机器人进出强电磁场的等效电路模型,通过对大柔性、风载荷、超强电磁场三种主要极端环境进行了有效的信息融合,并设计了相应的机器人控制算法,最后,通过仿真实验和现场作业试验验证了算法的有效性和工程实用性,与常规控制算法相比,该方法能够有效抑制大柔性强电磁输电线路及风载荷对于机器人运动控制的影响,机器人位姿检测与作业控制得到了进一步优化,机器人对于高压电力极端作业环境的自适应能力得到了进一步加强。

柔性电子弯曲疲劳试验机及其实验研究

长期服役中的弯曲疲劳寿命是柔性电子可靠性的一个重要指标。针对其弯曲疲劳性能测试,目前还没有形成成熟统一的方法,采用对折弯曲模式研制了柔性电子弯曲疲劳试验机,可通过控制两平板间距和相对滑移,实现对柔性电子不同载荷大小的循环加载,结合数字源表,通过实时监测其电阻变化,来表征柔性电子的疲劳损伤过程,从而简单方便地实现柔性电子的弯曲疲劳性能测试。通过有限元仿真分析和实验研究验证了该弯曲疲劳试验机的有效性。