课程展示
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实验项目名称: 微纳喷印射流动态仿真与实验分析
项目介绍:         课程性质及背景:
        与传统基于光刻的电子制造技术相比,喷印技术不需要光刻工艺和模版,可以在硬基板与软基材上进行微纳米结构的直接喷印制造。喷印技术突破了硅材料的限制,引入了有机材料为柔性电子的低成本、快速制造提供了一种简便的方法。目前,喷印技术已经成为了柔性电子最具发展潜力的制造技术。
        喷印射流运动行为调控,研究射流流变过程和尺寸变化规律,提高喷印微纳结构尺寸的控制水平;分析射流受外界干扰,射流摆动行为,研究射流沉积行为,提升喷印微纳射流的喷印定位精度,已经成为喷印技术在电子制造领域应用的关键。
        结合仿真和实验研究有利于对喷印射流喷射、运动和沉积过程的物理机制进行深入的研究,提高微纳结构喷印制造控制技术;同时,也将有利于促进喷印设备开发设计,以提升微纳喷印设备的水平,为新一代喷印技术的应用发展提供技术支持和理论依据。
        实验项目虚拟仿真的特点及必要性:
        微纳喷印技术射流喷射速度快(1~3m/s)、喷射距离短(0.1~3mm)、喷射时间短(0.3~3m/s)、尺寸小(直径0.1~10µm),射流喷射过程不易于观测分析,难以对喷印射流运动和流变过程进行有效及时的观测分析,不利于实现喷印射流的精确调节控制;并时,喷射过程是一个从液体流变、到射流流变和液滴形成过程,射流内部应力、表面张力、电荷密度等物理量发生了重多变化,并且受到溶液粘度、导电率、表面张力、密度、内压力、外电场等多个因素的影响,对于喷印射流调控,以及喷印喷头、喷射装置优化设计。
        结合流体仿真软件和显微观测,分析喷印射流的运动行为和流变规律,为喷印喷头、喷射装置优化设计提供技术支持和理论基础。通过该课程的开展,使学生对流体射流的流动特性有更深入的理解,加深学生对流体学基本知识的理解,为流体力学的应用提供基础。
项目目的:         学习流体力学仿真软件;加深流体力学基础知识的学习与理解;增强对微纳射流喷射物理过程的理解;加深了喷印技术理解;了解微纳喷头的基本设计规则。
面向理论课程: 《流体力学》、《电子制造技术》、《精密机械设计》
面向专业: 机械、测控、微电子
开设地点: 科学楼122
仪器硬件设备
及软件环境:
计算机、服务器、FLOW-3D仿真软件
实验项目功能
及效果:
实验内容或任务:(分点列举实验项目可完成的子任务或内容)
强电压作用下溶液流变行为;
射流产生过程的临界条件分析;
射流喷射过程尺寸流变特性;
喷头结构设计与规律分析;
射流内部应力、电荷密度分布规律。
 
实验效果:(提供有代表性的2~3张图,配套文字说明)
仿真模型射流喷射结果