發(fā)布時(shí)間：2020-09-28 13:07

　　 隨著以半導(dǎo)體材料、微電子和光電子為代表的行業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,先進(jìn)的薄膜制備技術(shù)作為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)半導(dǎo)體材料和微電子器件的一個(gè)重要基礎(chǔ),對(duì)這些行業(yè)技術(shù)的發(fā)展可以起到重要的推動(dòng)作用。另一方面,壓電霧化噴涂技術(shù)相比較于傳統(tǒng)的薄膜涂覆技術(shù)具有均勻、高效、可控等諸多優(yōu)勢(shì),這也為薄膜制備技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了新的方向。而壓電霧化噴頭作為壓電霧化噴涂技術(shù)的核心元件,高性能壓電霧化噴頭的研制技術(shù)一直被國(guó)外所壟斷,這對(duì)于振興和發(fā)展國(guó)家民族工業(yè)極為不利。因此,掌握高性能壓電霧化噴頭的核心研制技術(shù)至關(guān)重要,對(duì)于國(guó)內(nèi)薄膜涂覆領(lǐng)域及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展意義深遠(yuǎn)�；谶@一現(xiàn)狀,本文設(shè)計(jì)了一款半波長(zhǎng)夾心式結(jié)構(gòu)的40k Hz的壓電霧化噴頭,該噴頭具有驅(qū)動(dòng)電壓低、工作效率高、霧滴沖擊柔和、霧化效果穩(wěn)定、霧化均勻、涂覆利用率高等特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)該噴頭的的設(shè)計(jì)及應(yīng)用,初步掌握了其關(guān)鍵性研制技術(shù)。在壓電霧化噴頭設(shè)計(jì)方面,本文結(jié)合壓電霧化噴頭中階梯型變幅桿具有較大位移放大系數(shù)的特點(diǎn)及指數(shù)型變幅桿應(yīng)力分布均勻的特點(diǎn),本文擬將階梯型帶圓弧過(guò)渡段的指數(shù)型變幅桿方案應(yīng)用于壓電霧化噴頭的設(shè)計(jì)中。利用壓電噴頭振動(dòng)系統(tǒng)上各段邊界條件,導(dǎo)出指定段的頻率方程、諧振長(zhǎng)度等參數(shù)的方程。根據(jù)頻率方程及壓電晶堆等參數(shù)推知諧振長(zhǎng)度,得到壓電噴頭振動(dòng)系統(tǒng)的有效結(jié)構(gòu)參數(shù)。將理論設(shè)計(jì)中得到的壓電噴頭振動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型在ANSYS有限元分析軟件中進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,得壓電噴頭振動(dòng)系統(tǒng)諧振頻率為39530Hz,驅(qū)動(dòng)電壓為26V時(shí)霧化面振幅為3.85μm。在壓電霧化噴頭性能測(cè)試方面,利用阻抗分析儀PV520A測(cè)得霧化噴頭實(shí)際諧振頻率為39920Hz,與理論設(shè)計(jì)頻率相差不到1%;利用OFV-505/5000型高性能激光測(cè)振儀對(duì)壓電霧化噴頭霧化面振幅進(jìn)行測(cè)量得到振幅測(cè)量值為3.6μm,與諧響應(yīng)分析所得結(jié)果相差5%。對(duì)壓電霧化噴頭進(jìn)行霧化試驗(yàn),通過(guò)馬爾文激光粒度儀對(duì)霧化結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得驅(qū)動(dòng)電壓為26V時(shí)噴頭霧化產(chǎn)生的霧滴直徑在30~73μm之間所占比例達(dá)到62.98%,霧滴分布相對(duì)均勻。此外,本文設(shè)計(jì)的噴頭的發(fā)熱性不明顯,也進(jìn)一步驗(yàn)證了壓電霧化噴頭較高的工作效率和結(jié)構(gòu)的合理性。在壓電霧化噴涂的應(yīng)用研究方面,將設(shè)計(jì)加工的壓電霧化噴頭應(yīng)用于納米銀線柔性透明導(dǎo)電薄膜的制備。設(shè)計(jì)相應(yīng)的壓電霧化噴涂制備薄膜的工藝流程,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析制備條件對(duì)納米銀線透明薄膜性能的影響,得到接近最優(yōu)的納米銀線噴涂工藝參數(shù)。利用優(yōu)化后的工藝參數(shù)制備了高性能的透明導(dǎo)電薄膜,所得薄膜具有良好的綜合光電性能、均勻性和柔性。因此,壓電霧化噴涂法應(yīng)用于納米銀線透明導(dǎo)電薄膜的制備具有很高的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.2
【部分圖文】：

圖 1.4 不同頻率的壓電霧化實(shí)驗(yàn)噴頭ek 公司是全球壓電噴涂技術(shù)的引領(lǐng)者。Sono-Tek 頭的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1.5 所示。圖中圓片狀陶瓷材質(zhì)后端蓋之間。噴頭主要零件為鈦合金材質(zhì)，抗腐蝕能力。圖 1.5 中可以看出，噴頭上兩端為桿的霧化面時(shí)達(dá)到最大。由于噴頭兩端為振動(dòng)的的整數(shù)倍[29]。因選用材料以及工作頻率決定了超合金，所以噴頭波長(zhǎng)主要取決于其工作頻率，噴率。波腹節(jié)點(diǎn)波腹進(jìn)液通道

1.9 東方金榮公司設(shè)計(jì)的聚攏型壓電霧化研究現(xiàn)狀，高頻壓電霧化噴頭產(chǎn)生的霧滴化量較小、穩(wěn)定性差、不能霧化較高粘度高并且霧化量同樣較小，不適用于較大頭，低頻霧化噴頭對(duì)霧化液體的水質(zhì)要求面的優(yōu)點(diǎn)，因而其在各領(lǐng)域應(yīng)用中具有很段霧化噴頭技術(shù)仍然被國(guó)外所壟斷，國(guó)內(nèi)在一些問(wèn)題，主要存在如諧振頻率不匹配、霧化連續(xù)性差、霧滴分布不均、霧滴引流

棒中任意截面上的位移可用細(xì)棒軸線上的坐標(biāo)表示。此時(shí)棒截面上各質(zhì)點(diǎn)做等幅同相振動(dòng)[43]。圖3.1 為一變截面棒，棒的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于其橫向尺寸，棒的對(duì)稱軸為坐標(biāo)軸 。存在厚度為dx 的小體元，在此體元上作用的合力為 ( ) ,由牛頓定律可以得到細(xì)棒的動(dòng)力學(xué)方程[44]： 22Sdx S dxx t (3.1)式中 ——材料的密度；E ——材料的楊氏模量；S S x ——變截面棒的截面積函數(shù)；ξ ξ( x)——細(xì)棒中的質(zhì)點(diǎn)位移函數(shù)； x Ex ——應(yīng)力函數(shù)。已知材料波數(shù) k ，在簡(jiǎn)諧振動(dòng)的情況下，上式寫成

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2828829