電射流打印技術的獨特優(yōu)勢在于可用大直徑噴孔獲得遠小于噴孔直徑的射流,射流直徑可比噴孔直徑小1-2個數(shù)量級。因此,相關研究一般通過縮小噴孔直徑來提高打印分辨率。然而,當電射流打印分辨率由亞微米尺度提高至納米尺度時,上述技術因電流體聚焦的物理尺度限制面臨著巨大挑戰(zhàn)。基于此,本文研究了利用納米尖代替中空針管的電射流打印新方法,采用納米尖表面的浸潤聚焦原理,有望將打印分辨率由微米尺度提升至納米尺度,具有打印分辨率高、控制精度好、材料適應性廣等優(yōu)點。圍繞著納米尖的設計與制作,本文主要研究內(nèi)容如下:（1）探索納米尖浸潤聚焦的電射流打印新方法�；诮䴘櫨劢辜吧淞鬟^程設計了納米尖-容墨腔-控制電極一體式結構的打印噴頭;采用電流體動力學Navier-Stokes方程構造了打印過程的數(shù)值模型,利用COMSOL兩相流相場方法對射流過程進行了仿真模擬。經(jīng)計算在流速切片云圖中成功捕獲到了液膜攀爬覆蓋納米尖、液錐牽拉斷裂、液滴彈射的動態(tài)打印過程,初步驗證了噴頭結構設計及打印原理的可行性。進一步地探究了納米尖結構參數(shù)與聚焦液膜體積的關系,為納米尖設計與制作做出了重要理論指導。（2）在上述仿真結果的基礎上,探討了噴頭... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 微納尺度的打印制造技術簡介
        1.1.1 熱氣泡噴墨打印技術
        1.1.2 壓電耦合噴墨打印技術
        1.1.3 噴口型電射流打印技術
        1.1.4 內(nèi)嵌柱狀電極型電射流打印技術
    1.2 電射流打印技術的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容的提出
    1.4 本文研究目標與主要工作
        1.4.1 本文研究目標
        1.4.2 本文主要工作
2 納米尖浸潤聚焦的電射流仿真研究
    2.1 內(nèi)嵌納米尖的電射流打印噴頭結構設計
    2.2 COMSOL軟件及相場方法
    2.3 電射流打印受力分析及仿真模型建立
        2.3.1 電射流打印受力分析
        2.3.2 電射流打印仿真建模
    2.4 電射流打印仿真分析
        2.4.1 電射流打印過程仿真分析
        2.4.2 納米尖結構參數(shù)對聚焦液膜體積的影響
    2.5 本章小結
3 納米尖微電鑄硅模板設計與制作
    3.1 納米尖制備方法選擇
        3.1.1 納米尖制備的國內(nèi)外研究狀況
        3.1.2 微電鑄工藝制備納米鎳尖
    3.2 倒金字塔型硅模板設計與制作
        3.2.1 硅模板制作工藝流程設計
        3.2.2 實驗材料與設備
        3.2.3 硅模板制作
    3.3 模板形貌分析
    3.4 倒金字塔型硅模板氧化銳化
        3.4.1 氧化銳化機理
        3.4.2 氧化銳化工藝實驗
        3.4.3 氧化銳化結果分析
    3.5 本章小結
4 金字塔型納米鎳尖的微電鑄工藝
    4.1 微電鑄工藝基本原理
    4.2 微電鑄工藝材料與設備
    4.3 微電鑄具體工藝流程
        4.3.1 硅模板制作
        4.3.2 微電鑄種子層濺射
        4.3.3 納米鎳尖微電鑄
    4.4 納米鎳尖形貌分析
    4.5 本章小結
結論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]脈沖電射流打印噴頭設計制造技術研究[D]. 方旭.大連理工大學 2017
[2]電射流仿真及壓電厚膜微結構打印實驗[D]. 朱小虎.大連理工大學 2015
[3]微型壓電噴墨結構制造工藝研究[D]. 顏改革.大連理工大學 2015
[4]DOD壓電式噴墨打印液滴形成和沉積過程的研究[D]. 蔡昊.華中科技大學 2015
[5]硅的各向異性濕法腐蝕工藝及其在微納結構中的應用研究[D]. 陳驕.國防科學技術大學 2010



本文編號：3183911