本文關鍵詞：微凹版涂布中的刮墨刀磨損及其對涂布厚度的影響

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【摘要】：隨著精密涂布技術在新興光電、能源領域的應用,利用卷對卷(R2R)涂布、印刷技術制備柔性功能薄膜已經引起國內外廣泛關注和產業(yè)化研究。本文針對精密涂布技術中應用較廣的微凹版涂布技術,從提高薄膜涂層均勻性和厚度控制精度方向切入,重點研究了微凹版涂布機構中對涂層厚度及均勻性影響較大的刮墨刀磨損現象及其磨損機理,并分析其對涂層厚度與均勻性的作用機理,從而為提高微凹版涂布精度提供理論依據。主要內容有:(1)從刮墨刀使用工況上,基于潤滑理論,分析刮墨刀定厚模型,得到刮墨刀定厚過程中輥面下游遠處形成的膜層厚度∞,由此得到刮墨刀涂布液潤滑條件,明確刮墨刀磨損造成的定厚偏差與涂布液轉移厚度偏差的關系。從磨損微觀機理上,分析對比了刮墨刀滑動磨損中粘著磨損與磨粒磨損等基本磨損形式及可能存在的微觀磨損形貌。從磨損宏觀表現上,建立實際工況下的刮墨刀磨損宏觀理論模型及各磨損階段模型:基于懸臂梁模型,聯(lián)立刀柄AB梁段的大變形模型與刀尖BC梁段的階梯梁小變形模型,并分析其直接受力的磨損區(qū)OCDE,根據該區(qū)域磨損輪廓將磨損分為三個階段。(2)刮墨刀磨損線上實驗表明,碳鋼刮墨刀磨損面積?隨著特征壓力bF的增大出現了先增大后減少,隨微凹輥輥面線速度v增大,其磨損面積?與滑行距離S是線性正相關的,隨著涂布液的粘度增大,磨損面積整體呈現減小趨勢。碳鋼刮墨刀磨損階段可分為磨合階段和較穩(wěn)定磨損階段。Ni基合金表面陶瓷涂層刮墨刀磨損量較平緩增加,磨損率呈現前期振蕩后趨于穩(wěn)定,后期逐步增大的趨勢�？傮w上看,磨損表面處于一種“微量磨削”作用,對于塑性碳鋼材料,其磨損面主要存在磨粒磨損和粘著磨損,對于Ni基合金陶瓷涂層,其硬脆材料主要為延性域去除。碳鋼磨屑粒度在幾十納米至幾微米之間,涂布液起潤滑作用,而干摩擦條件下,較軟的碳鋼材料能起自潤滑作用,從而降低磨擦磨損。(3)針對刮墨刀引起的涂布缺陷及其原因進行分析,刮墨刀磨損導致其整體長度和刀刃“刃跟”形狀不同使得定厚不穩(wěn)定;刮墨刀出現偏置后,最左與最右端涂層厚度出現偏差。涂層厚度不均時由光的干涉形成彩虹紋現象,彩虹紋較弱時,光譜曲線峰谷出現較均勻,無明顯的波動與吸光區(qū)域;彩虹紋嚴重時,光譜曲線波動劇烈,出現特定波段的增反作用和部分吸收。光學膜涂層中的氣泡點主要來自于涂布液、基材表面缺陷以及空氣夾帶。涂層表面圓形狀氣泡點直徑較均勻,大小在10μm~15μm之間,而氣泡點表層薄膜形貌各異,其形成原因與氣泡在涂層位置、氣泡表層薄膜固化情況,氣泡膨脹及冷卻等有關。
【關鍵詞】：微凹版涂布 刮墨刀磨損 涂層厚度均勻性 線上實驗
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB306
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 主要符號表及物理量名稱11-14
• 第一章 緒論14-26
• 1.1 課題背景及研究意義14
• 1.2 涂布技術分類及其應用進展14-22
• 1.2.1 涂布技術分類14-18
• 1.2.2 微凹版涂布技術18-19
• 1.2.3 精密涂布技術應用進展19-22
• 1.3 刮墨刀使用對涂布的影響研究現狀22-24
• 1.4 本文研究目標及主要內容24-26
• 1.4.1 課題的提出及研究目標24-25
• 1.4.2 研究內容25-26
• 第二章 微凹版涂布原理及刮墨刀磨損模型26-38
• 2.1 引言26
• 2.2 微凹版涂布原理26-30
• 2.2.1 微凹版涂布過程26-27
• 2.2.2 刮墨刀定厚模型27-30
• 2.3 刮墨刀磨損模型30-37
• 2.3.1 刮墨刀滑動磨損形式30-31
• 2.3.2 刮墨刀磨損的宏觀模型31-36
• 2.3.3 磨損區(qū)OCDE的變形模型36-37
• 2.4 本章小結37-38
• 第三章 刮墨刀磨損實驗及其磨損特性分析38-58
• 3.1 引言38
• 3.2 實驗平臺38-40
• 3.3 碳鋼刮墨刀磨損特性分析40-45
• 3.3.1 壓力對碳鋼刮墨刀磨損的影響40-42
• 3.3.2 微凹輥輥面線速度對碳鋼刮墨刀磨損的影響42-43
• 3.3.3 涂布液對碳鋼刮墨刀磨損的影響43-45
• 3.4 磨損量與時間的關系45-49
• 3.4.1 碳鋼刮墨刀磨損量隨時間的變化45-46
• 3.4.2 陶瓷涂層刮墨刀磨損量隨時間的變化46-49
• 3.5 刮墨刀磨損的微觀機理分析49-56
• 3.5.1 磨損表面材料去除機理分析49-54
• 3.5.2 涂布液潤滑及其磨損表面形貌分析54-56
• 3.6 本章小結56-58
• 第四章 刮墨刀引起的涂布缺陷及原因分析58-77
• 4.1 引言58
• 4.2 刮墨刀磨損與偏置引發(fā)的涂層厚度不均勻分析58-66
• 4.2.1 刮墨刀磨損與偏置對涂層厚度的作用機理58-62
• 4.2.2 刮墨刀偏置涂布實驗62-66
• 4.3 涂層厚度不均引起的光學膜光學性能缺陷66-71
• 4.3.1 涂層厚度不均導致彩虹紋產生機理67-68
• 4.3.2 彩虹紋薄膜的光學性能分析68-71
• 4.4 刮墨刀引發(fā)氣泡點原因分析及光學膜氣泡點微觀形貌分析71-76
• 4.4.1 氣泡點形成原因分析71-74
• 4.4.2 光學膜氣泡點微觀形貌分析74-76
• 4.5 本章小結76-77
• 結論與展望77-79
• 參考文獻79-83
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果83-85
• 致謝85-86
• 附件86

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本文編號：637564