磁芯螺线管微电感器的多材料3D打印制备和性能研究

发布时间：2021-08-31 20:30

　　直写式3D打印技术作为增材制造领域的重要分支,可用材料广泛,打印精度高,能够实现复杂三维结构的制造,在射频电路螺线管微电感器的制造方面展现了较大的优势。基于此本文制备了可用于直写3D打印的导电墨水以及软磁墨水,利用高精度的多材料直写3D打印机实现了螺线管结构微电感器的制造,经过测试该电感器能够满足射频电路的要求。本文主要研究工作如下:（1）制备了纳米银墨水,该墨水能够实现10μm精度的立体结构打印,在退火后具有良好的导电性;同时制备了铁氧体复合材料以及坡莫合金复合材料两种软磁材料,并对两种材料的性质进行了探究,作为用于直写3D打印的墨水,具有良好的流变学性能,固化后结构稳定,作为软磁材料具有较低的矫顽力以及剩余磁化强度,同时有效磁导率的工作频率范围在5-10 GHz。（2）提出了微米级精度的多材料打印定位方式,利用纳米银墨水作为导电墨水,利用软磁复合材料作为磁芯材料,以此实现了含磁芯螺线管微电感器的多材料3D打印,电感器结构可控（长宽均可在百微米尺度）,制备过程以及所需设备简单,能够满足射频电路对于集成化、小型化的要求。（3）根据多材料3D打印电感器结构以及磁芯材料的不同,电感器的电感... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

喷墨打印电路：(a)氧化石墨烯喷墨打印过程，(b)氧化石墨烯电路[29]

武汉科技大学硕士学位论文4并放置到目标位置，并通过直接打印AgTPU进行连接。图1.3(c)显示了一个包含微控制器电路和应变传感器的集成设备。微控制器电路可以读取应变信号，并将读数输出到五个指示灯。混合3D打印将DIW与功能性电子器件的拾取与放置结合在一起，在制造柔性电子设备、可穿戴设备、软机器人和生物医学设备中的应用潜力很大。图1.3混合3D打印：(a)(b)柔性电路,(c)柔性传感器[27]1.2.23D打印超级电容器Chen等人提出了用DIW技术打印基于单壁碳纳米管(CNT)的封装超级电容器[30。打印过程如图1.4(a)所示。首先将碳纳米管墨水打印在聚酰亚胺基板上作为电极。然后在浅绿色区域中打印PVA作为电解质。最后在透明区域中打印硅橡胶以封装整个超级电容器，仅留下两个CNT电极脚用于电子连接。基于碳纳米管的墨水微观形貌如图1.4(b)所示，在墨水中碳纳米管形成了互相渗透的导电网络。通过DIW技术可以方便快捷的制造超级电容器阵列，同时超级电容器阵列具有出色的柔性。该工艺结合了碳纳米管的优异性能，具有很大的优势，例如低成本，快速，无掩模，这为集成超级电容器和其他电子设备的制造提供了新的思路。图1.4直写打印超级电容器：(a)碳纳米管电容器打印过程，(b)墨水微观形貌[30]Yu等人[31设计并制备了基于CNT的3D打印墨水，并通过DIW工艺制作了

武汉科技大学硕士学位论文4并放置到目标位置，并通过直接打印AgTPU进行连接。图1.3(c)显示了一个包含微控制器电路和应变传感器的集成设备。微控制器电路可以读取应变信号，并将读数输出到五个指示灯。混合3D打印将DIW与功能性电子器件的拾取与放置结合在一起，在制造柔性电子设备、可穿戴设备、软机器人和生物医学设备中的应用潜力很大。图1.3混合3D打印：(a)(b)柔性电路,(c)柔性传感器[27]1.2.23D打印超级电容器Chen等人提出了用DIW技术打印基于单壁碳纳米管(CNT)的封装超级电容器[30。打印过程如图1.4(a)所示。首先将碳纳米管墨水打印在聚酰亚胺基板上作为电极。然后在浅绿色区域中打印PVA作为电解质。最后在透明区域中打印硅橡胶以封装整个超级电容器，仅留下两个CNT电极脚用于电子连接。基于碳纳米管的墨水微观形貌如图1.4(b)所示，在墨水中碳纳米管形成了互相渗透的导电网络。通过DIW技术可以方便快捷的制造超级电容器阵列，同时超级电容器阵列具有出色的柔性。该工艺结合了碳纳米管的优异性能，具有很大的优势，例如低成本，快速，无掩模，这为集成超级电容器和其他电子设备的制造提供了新的思路。图1.4直写打印超级电容器：(a)碳纳米管电容器打印过程，(b)墨水微观形貌[30]Yu等人[31设计并制备了基于CNT的3D打印墨水，并通过DIW工艺制作了


本文编号：3375567