柔性电子材料与器件在可穿戴传感领域的发展现状、挑战与创新策略

可穿戴材料与器件正朝着柔性、轻薄、无感、智能化和可长期佩戴等方向发展,以满足人体生理心理等个性化需求。这一趋势为运动健康监测领域带来了革新,并得到了学术界和工业界的广泛关注。然而,在满足人体个性化发展需求的同时,可穿戴柔性材料与器件本身也面临着机械鲁棒性、信号稳定性、软硬接口连接和生物相容性等性能方面的挑战。因此,本文旨在从实际运动健康监测需求的角度出发,讨论构建可穿戴柔性材料与器件的材料、结构和制备工艺。同时,深入探讨了其在机械、电气和生物性能等方面所面临的主要挑战因素及其解决路径。最后,预测了未来可穿戴柔性电子材料与器件的发展方向,包括全柔性集成、机械鲁棒性的增强、信号解耦与识别的高精度化、监测的稳定性与灵敏度、快速响应性、超薄无感设计、多模态信号处理以及智能化自适应反馈等。

氧化锆陶瓷旋转超声加工脆塑转变特性研究

目的揭示旋转超声振动对硬脆材料脆塑转变特性及工艺参数对材料脆塑转变临界切削深度的影响规律。方法以氧化锆陶瓷为研究对象,在硬脆材料压痕断裂试验基础上,从理论上分析了超声振动加工硬脆材料脆塑转变的临界条件,并进行了纵向振动及纵扭共振形式的旋转超声振动划痕与普通划痕对比试验。结果在相同试验条件下,超声振动划痕较普通划痕有较高的材料脆塑转变临界切削深度。适当地增大超声能量,纵扭共振比纵向振动具有更大的脆塑转变临界切削深度值;而随着进给速度的增大,纵向振动比纵扭共振具有更大的材料脆塑转变临界切削深度。结论通过不同划痕条件的对比,超声振动能有效提高氧化锆陶瓷的脆塑转变临界切削深度,增大塑性域加工范围,提高材料表面加工质量,验证了理论分析的正确性。

氧化锆陶瓷纵扭超声磨削运动特性与试验分析

以氧化锆陶瓷为研究对象,基于纵扭超声矢量分解原理,建立了单颗磨粒运动轨迹数学模型。借助MATLAB仿真软件,对比分析了普通磨削与纵扭超声磨削的运动轨迹,探讨了工艺参数对纵扭超声磨削运动轨迹的影响规律;同时通过普通磨削和纵扭超声磨削试验,研究了工艺参数对氧化锆陶瓷表面形貌的影响。结果表明:普通磨削与纵扭超声磨削运动轨迹仿真结果均与试验结果相吻合,验证了该运动轨迹数学模型的正确性;与普通磨削相比,纵扭超声磨削磨痕均匀、沟槽光滑,工件加工表面形貌得到明显改善。