Al_(2)O_(3)混合液配比对电射流沉积高温绝缘层的影响

高温薄膜传感器广泛应用在航空航天热端部件的参数测量方面,制备出具有良好性能的高温绝缘层是研制高温薄膜传感器的关键技术之一。基于电射流沉积技术,通过测定溶液参数和对制备出的Al_(2)O_(3)绝缘薄膜进行表征分析,探究了Al_(2)O_(3)混合液中溶胶与纳米悬浮液比例从1∶0.5逐步升至1∶1.5时,所制备的Al_(2)O_(3)高温绝缘层性能的变化。结果表明:用该方法制备的Al_(2)O_(3)薄膜在1 200℃高温下仍具有100 kΩ以上的电阻值,满足了高温薄膜传感器对高温绝缘层的要求,并且随着混合液中纳米悬浮液比例的提高,所制备出的Al_(2)O_(3)薄膜的性能呈现下降趋势。

水煤浆荷电射流不稳定性的实验研究

采用针管-环状电极配置的射流荷电雾化系统对水煤浆荷电射流的不稳定性进行了实验研究,通过测试荷电射流的分叉点位置、分叉射流的张角以及射流雾化滴径大小,探讨和分析了雾化操作参数和黏度特性对水煤浆荷电射流不稳定性的影响,以及荷电射流处于不同的不稳定性模式下,雾滴直径的分布规律.研究表明:通过荷电显著提高水煤浆射流的雾化质量;荷电射流表现出的不稳定模式与低黏度流体有所不同,黏度对水煤浆荷电射流的不稳定性影响显著;雾滴直径分布在锥射流和多股震荡射流模式下分别呈现单峰及双峰两种典型的分布特征.

PZT厚膜的电射流沉积研究

制备了锆钛酸铅(PZT)悬浮液,采用电射流沉积(EJD)技术,在硅衬底上沉积了PZT厚膜。研究了电射流沉积高度、流量及悬浮液混合条件对厚膜致密性的影响。结果表明:降低电射流沉积高度和流量有助于提高沉积PZT厚膜致密性;采用球磨方法充分混合PZT悬浮液,沉积的PZT厚膜致密性明显提高。采用优化的电射流沉积参数和球磨20 h的PZT悬浮液,制备了10μm无裂纹PZT厚膜,其压电常数d33为67 p C·N-1,相对介电常数εr为255。

液液系统中荷电射流不稳定性

针对生物柴油液液静电雾化乳化过程,建立了色散方程并应用Matlab进行数值计算,分析了水射流速度、荷电电压、水与生物柴油各自的黏度、表面张力对生物柴油中水射流不稳定性的影响.研究结果表明,在水-生物柴油系统中,提高水射流的速度或荷电电压,均能使界面波最大增长率增大,对应的最优波数也随之增加.水的黏度阻碍水射流的破碎雾化,而生物柴油黏度对水射流的破碎雾化却起着促进作用.水-生物柴油的界面张力越小,对液液静电雾化乳化过程越有利.在水-生物柴油液液静电雾化乳化实际应用过程中,除提高水射流速度和荷电电压外,提高水的温度同时尽可能地降低生物柴油的温度,可以形成粒径细小均匀离散相液滴,获得优质的生物柴油乳化燃油.

荷电射流雾化研究

对荷电射流在电场中的雾化进行了理论分析和试验研究，为静电喷雾、静电喷涂等的各参数选择提供了依据。

基于电射流沉积的TiO2薄膜制备及其摩擦特性研究

采用电射流沉积技术在316L不锈钢基体上沉积二氧化钛(TiO2)薄膜,并对薄膜进行高温烧结处理;在无润滑条件下,对薄膜进行往复式摩擦磨损试验,研究了温度对薄膜晶相及形貌变化的影响及TiO2薄膜的摩擦学性能。结果表明:在电射流沉积条件为电源电压3.8~4.1kV、高度4mm、流量4μl/min时,可以制得均匀的TiO2薄膜;随着温度升高,TiO2晶体结构逐渐由锐钛相转变为金红石相;TiO2薄膜能有效提高316L不锈钢表面的减摩性能。

电射流沉积纳米复合电极的超级电容研究

利用电射流沉积技术,以石墨烯/聚苯胺复合材料为电极活性材料,制备成超级电容器。用原位聚合法得到石墨烯/聚苯胺的复合材料,制备成分散均匀的悬浮液,利用电射流沉积装置在碳纸上沉积电极,将电极和凝胶电解质(PVA-H_2SO_4)基于三明治结构组装成超级电容器。测试其电化学性能,电射流沉积法制备的超级电容器在500 m A/g的电流密度下比电容达到228 F/g,经过1 000次循环充放电后容量保留92%,比传统涂覆方法分别提高了11%和7%。研究结果表明,电射流沉积技术是制备超级电容纳米复合电极的理想方法。

无裂纹SiO_2薄膜的纳尺度电射流叠层沉积工艺

针对SiO_2薄膜制备过程中的龟裂难题,开发了基于电射流沉积的制备工艺,通过对沉积参数的调节,实现了SiO_2薄膜的无裂纹可控制备。首先调制了由SiO_2溶胶和SiO_2颗粒混合而成SiO_2悬浮液,其目的在于降低沉积薄膜中的内应力,从而减少薄膜表面裂纹。其次采用电射流沉积的方法,通过调控沉积高度和扫描间距,实现了薄膜的无裂纹制备。最后,通过SEM对薄膜表面形貌和截面形貌进行了表征。结果表明当沉积高度为4mm,扫描间距为1.4mm时,可以得到无裂纹SiO_2薄膜。通过层层叠加的方式来制备SiO_2薄膜,沉积12层得到了厚度为3.41μm的SiO_2无开裂薄膜,相应单层沉积厚度为284nm。最后将所制备的薄膜在550℃下烧结成型。所开发的电射流沉积薄膜技术可用于高质量SiO_2薄膜的制备,具有很好的发展前景。

赤道电射流的影响范围

本文收集了１９８２年３月印度、中国、菲律宾低纬地区９个地磁台的静日月均值资料。经分析对比后绘出了Ｓ＿ｑ（Ｈ）．Ｓ＿ｑ（ｚ）变幅与离磁赤道距离的关系图。结果显示赤道电射流对Ｓｑ（Ｚ）的影响可达５００ｋｍ，对Ｓｑ（Ｈ）的影响范围小于４００ｋｍ。这个结果与ＰＡＲＫＩＮＳｏＮ（１９８３）书中的论述基本一致。高磁赤道远达１０００ｋｍ的琼中台资料没受赤道电射流的影响。

赤道逆向电射流对琼中台地磁日变化的影响

１９８７年１月２８日和２９日连续出现赤道逆向电射流。本文对比了这两天９个地磁台的Ｘ分量日变化曲线。结果显示琼中台的Ｘ日变曲线不受赤道逆向电射流的影响。

电射流加工工艺研究和发展

叙述了电射流加工技术的工艺特点、循环过程及电流、电压随时间变化的特性 ,介绍了该技术国内外研究和发展的情况。

微织构表面电射流沉积MoS_2/Ti涂层及其摩擦磨损特性研究

利用激光加工技术在YG6硬质合金基体上制备椭圆阵列微织构。配制了MoS_2/Ti悬浮液,利用电射流沉积技术在YG6硬质合金基体上沉积了厚度为17μm的MoS_2/Ti涂层,研究了电射流沉积流量和沉积高度对涂层形貌的影响。当沉积流量为12μL/min、沉积高度为5mm时,获得了均匀紧凑的MoS_2/Ti涂层。对MoS_2/Ti涂层沉积前后织构化基体摩擦磨损特性进行研究,结果表明:表面织构可以降低摩擦系数及其波动程度,有效储存涂层材料;MoS_2/Ti涂层降低基体表面的摩擦系数效果更为明显,能够减缓基体的磨损程度。

中国低纬地区地磁变化与赤道电射流

根据资料分析了中国低纬地区地磁场Ｈ分量的静日变化规律。结果表明，Ｈ分量日变幅在中午１２点左右达到最大值，在夜间达到最小值，而且，这种受赤道电射流影响的现象还随着季节和太阳活动变化而变化。

电射流法沉积的ZrO_(2)织构化表面及其摩擦磨损特性

精密器械中的微摩擦零件的增摩需求逐渐被重视,电射流沉积法可以低成本制备出增摩表面。利用溶胶凝胶法制作ZrO_(2)溶液,通过电射流沉积技术结合掩膜板在316L不锈钢表面制备具有仿生图案的二氧化锆(ZrO_(2))织构化表面,测试织构化表面的亲水性和不同加载力下的摩擦磨损性能,并与相同试验条件下的光滑基体、薄膜作对比。结果表明:利用电射流沉积技术通过掩膜板制备织构化增摩表面的方法简单可行,织构化表面与基体和薄膜相比亲水性更弱,与光滑基体相比在小加载力下其摩擦因数增加约70%,磨损率下降约50%,有明显的增摩、耐磨效果。电射流法借助掩膜板沉积的ZrO_(2)织构化表面可为微摩擦零件表面的增摩耐磨提供一种新方式。

基于微电铸与键合工艺的纳米尖端电射流打印头的制备

描述了一种结合微电铸与键合工艺的纳米尖端聚焦电射流打印头的设计及制备方法,并对所制备的打印头进行打印测试。首先通过单晶硅自停止腐蚀工艺制备硅模板,然后通过电铸工艺制备出纳米尖端,最后通过键合及湿法减薄工艺制备出硅-玻璃-纳米镍尖一体化打印头并对纳米打印头进行了打印测试。结果表明,结合微电铸与键合工艺制备的纳米尖端曲率半径可达84.4 nm,使用NOA61(300 mPa·s)紫外固化胶作为打印溶液可打印出平均直径为838 nm的点阵,解决了传统电射流打印百纳米级喷嘴易堵塞及墨水黏度限制在90 mPa·s的问题。

同轴电射流打印实验研究

分别以光刻胶和硅油作为内、外液进行了同轴电射流打印实验,研究了关键工作参数对电射流形态及打印结果的影响,包括外液粘度、溶液流量以及施加在喷针上的电压。实验结果表明,同轴电射流形态受外液粘度影响较大,粘度越大,射流的聚焦效果越好;打印结果尺寸随着溶液流量的增大而增大;电压过小,液体无法形成射流,电压过大,液体会形成多股射流的不稳定状态。

射流电沉积流场变化对铜沉积层的影响

目的探究射流电沉积过程中电镀液流场参数对铜沉积层的微观形貌、粗糙度、定域性和沉积速率的影响。方法以铂丝为阳极、镍板为阴极,电镀液从内置阳极铂丝的喷嘴流出接触镍板阴极,在外加电场作用下铜离子还原形成铜沉积层。通过控制喷嘴形状、长宽比例(1∶1、2∶1、4∶1、6∶1)等来改变射流状态及流场参数。利用激光三维形貌仪、扫描电镜、COMSOL模拟等手段分析流场参数变化对铜沉积层粗糙度、定域性、缺陷的影响规律。结果当喷嘴面积固定时,矩形喷嘴长宽比的变化显著影响铜沉积层的粗糙度、瘤状沉积物、定域性以及内部缺陷。当长宽比为1∶1时,沉积层面粗糙度Sa=5.40μm,定域性差,沉积范围为喷嘴宽度的192%,且瘤状沉积物较多。随着长宽比的减小,表面粗糙度逐渐降低,结构趋于均匀,瘤状沉积物也相应减少,且定域性精度增加。当长宽比为6∶1时,铜沉积层面粗糙度Sa=2.76μm,定域性误差为-1%,瘤状沉积物显著减少。利用截面扫描电镜观察发现,当长宽比为6∶1时,沉积层内部的微裂纹、气孔最少。COMSOL流场模拟了不同长宽比下流场的速度分布,结果与实验一致。结论流场速度分布的均匀性显著影响铜沉积层的表面质量和内部结构。流场流速分布均匀性增加,则沉积层表面粗糙度降低,气泡、瘤状物等减少,且内部致密性增加,微裂纹、微孔洞等沉积缺陷明显减少。

平行磁场辅助射流电沉积镍制备疏水表面

在316L不锈钢表面射流电沉积镍过程中施加与电场方向平行的磁场。分析了平行磁场下微纳表面结构镍镀层的生长机理。通过场发射扫描电镜、接触角测量仪和三维显微镜分析了无磁场辅助和不同磁感应强度的平行磁场辅助下射流电沉积所得镍镀层的表面微观形貌、水接触角和面粗糙度。结果表明,在射流电沉积过程中施加平行磁场能够提高镍镀层的疏水性。当磁感应强度为200 mT时,所得镍镀层表面的缝隙最多,凸起分布得最均匀,面粗糙度(Sa)为2.94μm,水接触角达到147.5°,疏水性最好。

荷电液体射流破碎长度理论与实验

基于表面波线性不稳定性理论建立了荷电液体射流色散方程并进行数值计算,应用高速摄影技术测量荷电液体射流破碎长度,对理论分析结果进行实验验证。在讨论的射流速度、荷电电压范围内,随着射流速度或荷电电压的增加,0阶、1阶表面波最大增长率不断提高,但0阶表面波最大增长率始终大于1阶表面波,主导射流破碎过程;提高射流速度,射流破碎长度先增加至一个极值之后逐渐减小,荷电电压总是促进射流破碎,减小射流破碎长度;提高液体电导率,射流破碎长度增大。实验结果表明,线性不稳定性理论能很好地解释射流速度、荷电电压和液体电导率对射流破碎长度的影响,但在预测射流破碎长度极值对应的临界射流速度时存在一定的偏差。

荷电黏性液体射流线性不稳定性分析

根据线性不稳定性理论分析了扰动压强场和扰动电场,对荷电液体射流受力特性进行分析,建立了荷电黏性液体射流色散方程,通过数值计算分析了射流速度、荷电电压及黏度对荷电液体射流不稳定性的影响.研究结果表明:增加射流速度或荷电电压均能使射流不稳定性增加,表面波最大增长率及其对应的最优波数、最大波数均增大,射流破碎形成的液滴特征尺寸减小.黏度的提高使射流趋于稳定不易破碎,表面波最大增长率及其对应的最优波数减小,射流破碎形成的液滴特征尺寸增大,而最大波数保持不变.射流速度在0～1 m/s范围内,非荷电与荷电情况下0阶表面波始终存在;非荷电时,只有当射流速度达到一定数值时1阶表面波才出现,荷电后,1阶表面波在更小的射流速度时即可出现;0阶表面波最大增长率大于1阶表面波最大增长率,在液体射流破碎过程中占据主导地位.