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第23卷第7期
传感技术学报
Vol 23 No.7
2010年7月
CHINESE JOURNAL OF SENSORS AND ACTUATORS
July 2010
Experiment on EAID Printing under DC High Voltage
HUANG Yongfang", XU Lei, ZHENG Gaofeng L/U Zhipeng, SUN Daheng
I. Department of Mechanical and Electrical Engineering, Xiamen University, Xiamen Fujian 361005, China
2. Deparirnen of Aerorwutics, Xiamen University, amen Pujian 361005, China
Abstract Based on the EHD printing system under the DC high voltage, the influence of the concentration of solu-
tion and the voltage value on jetting process and the collected lines is investigated. Experimental results show that
the collected line gets thinner with the concentration of solution increasing. The collected line is continuous at low
concentration of solution. The bead form of a droplet with a filament or satellite droplets is collected with the con
centration of solution increasing. At 18 oncentration of solution nanofibre with the diameter of 600nm is collect-
ed. For a given EHD printing system, when the voltage value is in the range of 2.6 kv4.8 kv, the jetting
process is stable and the diameter of the bead decreases with the voltage value increasing. Outside this range, the
stable jetting process can not happen
Key words: EHD(Electrohyroynamcs) D high voltage experimental parameters; bead form; nanofibre
EEACC:8460:2575
直流电压下基于电液耦合动力学原理的微喷试验研究
黄永芳2,徐磊,郑高峰,刘志鹏,孙道恒
厦门大学机电工程系,福建厦门361005
2.度]大学航空系,福建厦门361005
摘要:基于直流电压作用下的电液耦合微喷卬系统,考察了溶液浓度和电压两个参数对喷印过程和沉积形态的影响。实
验结果表明射流在收集板上沉积的宽度随溶液浓度增大而减小;浓度低时射流沉积为连续形态;浓度增大,射流沉积为液滴
细线相问或者液滴-卫星液滴相间的珠状结构;浓度增大至18%时,产生纳米纤维,直径600nm左右。对给定的EHD实
验系统,仅当电压值在2.6kV~4.8kV范闱内变化时可保证稳定喷射;月随着电压值增大,珠状结构的直径减小;电压值在该
范围之外,无法实现稳定喷射。
关键词:电液耦合动力;直流电压;实验参数;珠状结构;纳米纤维
中图分类号:TN16
文献标识码:A文章编号:1004-1699(2010)07-0918-04
基于电液耦合动力学( Electrohydrodynamics,印制备,由于喷印过程涉及电场、流场中多个物理
EHD)的微喷印技术是一种制造微纳米结构及器件量,工艺参数的影响作用复杂,对于微喷印技术机制
的新方法,具有制造成本低、工艺过程简单灵活、无的研究和控制方法°?的开发,是目前EHD微喷
需掩膜版与光刻、可实现高粘度溶液的喷印等优点,印技术研究的重点与难点问题。本文针对直流高压
适用于金属纳米颗粒、陶瓷材料和有机功能材作用下的EHD微喷印技术,重点考察了溶液浓度和
料]的微结构制造,并且EHD微喷印装置不含加热电两个参数对喷印过程和射流在收集板上沉积形
单元,特别适合于生物材料的图案化喷印。EHD态的影响,从而为喷印技术的应用奠定基础。
微喷技术作为一种新型的微纳米制造技术,已经在
全球范围内引起了广泛关注。
实验设计
EHD微喷印技术利用电场诱导溶液在喷嘴处
以去离子水为溶剂配成质量浓度3%~18%
产生变形,通过锥一射流模式实现微纳米结构的喷的聚氧化乙烯(PFO,Mw=300,000g/mol,大地精细
项目来源:高等学校科技创新工程重大项目培育资金项目资助(708055);国家863项目资助(2007AA042308);国家自然科学
基金项目资助(50675184)
收稿日期:2009-05-23修改目期:2010-03-11