织物表面微滴喷射打印沉积过程研究

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微滴喷射打印与化学反应相结合是一种新型导电线路成形方法,该方法可避免植入式制造方法对金属丝线强度和韧性的苛刻要求,也不受油墨印刷式制造方法对油墨均匀分散难度大的限制,具有非接触、工艺流程短、成本低等优点。将该制造方法与织物基板相结合,为实现电子智能纺织品中电子元件与纺织品的柔性化集成提供了一种新途径。然而在织物表面打印沉积过程中,液体在织物结构中的渗透扩散对成形高质量的导电线路至关重要。基于此,本文针对微滴在织物表面的沉积过程进行研究。通过开发气压驱动式双喷头微滴按需喷射系统,采用理论与实验相结合的研究方法,研究了微滴在织物表面的碰撞沉积过程和铺展渗透过程中微滴的变形规律,分析了微滴定点沉积过程中的影响因素,研究了微滴沉积形态控制方法,初步实现了织物表面喷射打印导电线路的沉积制造,为进一步实现织物表面高品质导电线路的制造奠定了基础。本文设计与开发了气压驱动式微滴按需喷射实验平台。依据气压驱动式按需喷射装置工作原理,开发的喷射系统包括微滴喷射装置、图像采集模块和运动控制模块,各部分协同工作,为微滴沉积过程研究奠定了基础。研究了织物表面微滴碰撞动态过程,明确了不同碰撞条件对微滴稳定沉积的影响规律,分析了微滴定点精确沉积的影响因素,确定了微滴定点沉积参数范围,为喷射打印沉积制造导电线路奠定了基础。研究了织物表面微滴的动态渗透过程。明确了织物润湿性和织物组织结构对微滴铺展渗透行为的影响,确定了织物表面改性处理的方法,实现了微滴沉积形态的控制,为微滴喷射打印沉积成形制备导电线路提供理想沉积表面。在上述研究基础上,初步实现了抗坏血酸和硝酸银溶液定点反应试验,利用两种不同沉积制造工艺完成了织物表面银线的制备。结果表明两溶液微滴在织物基板上可以稳定沉积,且成线线宽一致,成形的银线具有一定的导电性。证明了开发的气压驱动式微滴按需喷射系统喷射打印化学沉积成形微细导电线路的可行性。
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