蒸发效应对高分子溶液沉积图案影响的研究进展

高分子薄膜在化工制造、绿色能源、材料、光电以及生命科学等领域有着重要的应用.溶剂蒸发作为高分子薄膜加工制备的重要手段,因其操作简单、成本较低和易于大规模制备的优点而被广泛应用和研究.本文综述了利用蒸发效应调控高分子溶液沉积图案、制备功能性高分子薄膜的研究进展,包括蒸发诱导高分子沉积图案的实际应用、基本原理和技术手段三个方面.本文旨在梳理该领域的各个研究方向及其相互联系,通过阐述溶剂蒸发对高分子沉积图案影响的机理为后续研究提供思路.此外,本综述简要总结了高分子溶液蒸发领域未解决的问题,并对未来发展方向进行了展望.

基于静电喷雾技术的玻璃浆料图案化沉积探究

在玻璃浆料封装过程中,其中间层玻璃浆料层的图案形状、厚度以及宽度等结构参数往往会对其键合强度产生很大影响,从而影响其最终封装效果。为了进一步探究可控参数(如沉积次数)等对最终沉积结果的影响,通过精密运动平台的控制卡控制精密运动平台按照预设轨迹进行运动,从而控制玻璃浆料雾化沉积于收集板上形成相应图案,针对沉积次数与玻璃浆料层的表面形貌、线宽以及厚度等结构参数之间的关系规律进行探究。实验结果表明,随着沉积次数的增加,玻璃浆料层表面形貌致密程度增加,且线宽同时增加,并且得出沉积次数与沉积厚度之间的规律,公式为y≈-0.009 3x2+2.35x+3.233 3。

多射流图案化静电纺丝系统开发及试验研究

图案化纳米纤维的高效喷射沉积技术已成为纳米纤维膜产业应用的关键,文中研发了集控制电压、供液流速、极间距、收集装置与喷头运动控制及环境温湿度检测为一体的多射流图案化静电纺丝系统。采用PLC作为主机,开发了HMI触控屏控制程序,实现了静电纺丝工艺参数与多个驱动器联动的在线控制。试验结果表明:所开发的静电纺丝系统纤维定位精度优于10μm,可实现多种纳米纤维图案的多射流喷印成型,操作便捷、控制准确,在工业领域具有良好的应用发展潜力。

^(52)Cr原子光刻制作纳米结构研究

纳米结构制作技术中,原子光刻具有独特的优势。为了能够达到纳米制作的要求,并得到所需的沉积条纹,设计了一套实验装置,并分别对原子光刻技术中的原子源、激光系统、稳频系统、原子准直系统和沉积结果进行具体的分析。根据所设计的实验装置,采用分步实验的方式,对各子系统进行了相关数据的采集和测试。其中,稳频精度达到了0．26 MHz精度,铬原子发散角经激光冷却系统由4．5 mrad降低到了0．9 mrad,最后沉积的纳米条纹间距为234 nm条纹高度约为0．276 nm。

静电喷雾粒子场和沉积特性的数值模拟

本文使用拉格朗日方法,研究了静电喷雾中荷电液滴流场和沉积特性,探讨了不同发射结构、加载电压对粒子速度、喷雾锥角、沉积形貌等参数的影响规律。通过分析不同结构下电场场强分布和粒子受力情况,分析了影响静电喷雾流场形状变化的主要作用机制。结果表明,采用双电极结构可以获得更小的喷雾锥角和更大的粒子平均速度;随着电极电势提高,粒子平均速度加快,喷雾锥角变小,相邻喷雾沉积图案会发生分离。

基板曲率半径对液滴蒸发特性的影响研究

本文选取45℃的基板温度,质量分数为0.5%、体积为1.0±0.05μL的Al_(2)O_(3)纳米流体,以及不同曲率半径曲面(2 mm、3 mm、4 mm、5 mm和6 mm)和平面铜板进行实验。研究了液滴蒸发过程中的蒸发速率、接触角、液滴剩余体积以及蒸发后沉积图案的咖啡环宽度等参数的变化规律。结果表明:曲面基板上液滴的蒸发速率大于平面基板上的蒸发速率,曲面基板上液滴内部的对流换热强于平面基板。对于同为曲面的基板而言,不同曲率半径下,液滴蒸发过程中接触线均出现滑移现象,随基板曲率半径的增加,蒸发速率加快,接触角减小速率加快,咖啡环宽度变窄,液滴内部的热量传递效率加快,液滴内部毛细补偿流减小速率加快,马兰格尼流动无明显变化规律。