面向增材制造的液态金属功能材料特性研究与应用

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wcyzlh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
液态金属是近年来得到重视的一类功能材料,已在能源、电子领域有了一定的应用。为了推进这类材料的增材制造技术应用,本文研究了液态金属这一功能材料的过冷度、粘度、润湿性、电磁驱动性等性质,并探索了它在制造固态电子线路、孔版印刷、3D打印方面的应用,主要研究进展如下:  1.首次提出液态金属材料基因组计划,阐述了设计开发液态金属材料应采用的理论和实验方法,以期对液态金属的性质和应用研究提供一个方向性的指导。以In-Na和In-Ca二元系为例,说明了相图计算在材料设计中的作用。  2.进行了液态金属的性能研究,包括:分析了Ga金属的升降温曲线特点,测量并研究了Ga的过冷度和基底类型、降温速率之间的关系;通过物理性能量测系统分别测量并分析了Bi35In48.6Sn16Zn0.4的电导率、热导率、热膨胀率、热膨胀系数与温度的关系曲线,用震荡杯法测量了它的动力粘度随温度的变化关系;进行了液态金属电磁驱动性质的研究,将液态金属和电解液置于一个加有磁场的同心圆环形电极之间,当电极通电时,液态金属可在洛伦兹力的驱动下作离心旋转运动,电解液起到减小运动阻力的作用。这种装置可称之为一种液态金属电动机,它将电磁能转换为机械动能,在芯片冷却、液态金属泵、材料搅拌、柔性机器等方面有一定的应用前景。  3.实现了一种固态电子线路或图案的直写式打印方法,可以方便快捷的制作金属线路或图案。为了说明这种方法在印刷电子中的应用,打印了一个线电阻器,其电阻-温度曲线特性表明它可以应用在温度控制系统中;进而,打印了一个双菱形天线,反射系数的测量结果与仿真结果体现出很好的一致性。  4.探索了液态金属孔版印刷方法,包括镂空印刷和丝网印刷。使用这种打印方法,可以在不同粗糙度的硬质或柔软的基底上快速印刷各种复杂图案,这种省时、低成本的印刷方法在制造柔性电子特别是纸基电子、金属标签、金属字画、智能家居等方面有巨大的应用潜力。  5.在3D打印方面,提出一种液相冷却的方法来制造目标金属物体,不仅可以实现快速冷却,还有效的避免或减少了传统3D打印中存在的氧化问题。另外,实验探索了金属-非金属复合式3D打印方法,使用Bi35In48.6Sn16Zn0.4和705硅橡胶墨水打印出一个三层的三色LED立体电路,说明了用这种复合式打印制造功能电路的可行性。
其他文献
该论文主要研究一种新型的蓄能装置--固体(耐火砖)蓄热式电热锅炉.该设备利用低谷电加热穿插在蓄热体耐火砖孔道中电热丝,蓄热体吸收电热丝释放的热量并暂时贮存起来,在需要
重金属污染土壤的修复是环保领域的研究热点,前人研究表明,伴矿景天能较大去除污染土壤中的重金属。本文探讨了土壤修复植物-伴矿景天与煤、污泥、秸秆以及垃圾混烧方式,通过实
天然气/柴油双燃料发动机独特的燃烧形式,使其在燃烧机理、燃烧特性和规律方面均与传统的柴油压燃压混扩散燃烧和汽油点燃预混合燃烧产生较大的差异.深入探索双燃料燃烧的基
工程造价是建筑工程中的重要环节,与整个建筑工程最终的盈利情况关系密切.全过程造价已经涵盖了建筑过程的所有环节,而且更加全面、系统,反应的更加准确,这有利于建筑成本的
2.25Cr-1Mo钢是加氢反应器普遍采用的材料,由于长期处于高温高压临氢状态下,反应器容易引起材质的回火脆化,且有相当的氢通过渗入、扩散、溶解于钢中。反应器在停车冷却过程中,溶
微小卫星相对大型卫星具有低成本,质量小,体积小等优势,在对敌观测微、立体成像、精确定位、大气探测、天文观测和地球物理探测等方面可以使用小卫星组网编队飞行替代目前的单颗
本文通过古应力估算、流体包体研究、应变测量以及矿化蚀变规律研究,探讨了山东文登金矿的动力作用与金成矿的主要关系。认为构造动力作用是金成矿的主要原因,韧性剪切作用向韧
2007年6月28日,历时5天的中国共产党山东省第九次代表大会圆满完成各项议程,胜利闭幕。会议期间,与会代表听取并审议了李建国同志代表八届省委所作的题为《科学 On June 28,
该文综述了催化裂化提升管反应器化学反应工程学流动、反应方面的实验、理论及数值模拟研究的历史、现状和发展趋势.在大型软件PHOENICS和FLUENT的环境下对催化裂化提升管反