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一种新型的基于交变滞惯力与静电力复合的微滴喷射技术

赵振昊  林峰  
【摘要】:微滴喷射技术是一种发源于喷墨打印技术的微滴制造方式,液滴奇特的物理现象,使得液滴喷射技术的应用范围越来越广泛,在很多工程领域都有着广泛的应用。而微滴喷射技术的方式也随着应用的拓宽,也越来越多样化。基于交变滞惯力的微滴喷射系统是一种可以稳定,快速,便宜的微滴喷射技术,该技术利用压电陶瓷带动一次性喷管往复运动,利用交变滞惯力将液滴喷出,其有诸多优势,但是惯性力随着液滴直径的减小呈三次方减小,而液滴的表面张力呈正比减小,故液滴的直径有一个下限,在实验中测出这个下限为五十微米,即仅基于交变滞惯力,只能喷出五十微米以上的液滴。本论文提出了一种新型的基于交变滞惯力与静电力复合的微滴喷射技术,该基于交变滞惯力与静电力复合的微滴喷射技术可以快速,精确,定量,定速地喷射微小液滴,在拥有交变滞惯力微滴喷射系统的所有优点的同时,可以利用静电力辅助交变滞惯力滴出更小的液滴,在实验中,该微滴喷射系统喷出了直径十五微米的微小液滴。利用该技术,设计并搭建了一台基于交变滞惯力与静电力复合的微滴喷射系统,该系统主要分为微滴喷射系统,运动系统与观测系统。另外,利用该系统做了一系列微小液滴的喷射实验,在其他条件不变的情况下,对比是否加载静电力对微滴喷射的具体影响。在加载了静电力时,液滴喷出,不产生挂壁现象;而在不加载静电力的时候,液滴产生挂壁现象,液体依附在喷头处,不产生液滴。另外,还探究了不同静电压对液滴产生的影响,再高电压的情况下,一次喷射不止产生一个液滴,另外在液滴滴落的过程中,还有横向的速度,对定位精度产生了影响。而在适合的电压下,一次喷射只产生一个液滴,也没有横向的速度。综上,本文提出了一种新型的基于交变滞惯力与静电力复合的微滴喷射系统,该系统拥有快速,精确,定量,定速等优点,并利用该系统精确地喷射了小至十五微米的液滴。

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