多孔PDMS的力学特性及其对柔性电子器件的延展性调控
发布时间：2022-12-17 15:34
柔性电子是指将元器件集成于柔性基底上的电子技术。其与传统电子技术不同,具有十分优秀的柔韧性和延展性。在柔性电子应用于临床医疗领域长期监测时,采用多孔材料作为基底,更加有利于人体热量和汗液的正常排放。因此,研究多孔基底材料的力学性能及其对柔性电子器件延展性的调控作用,显得十分必要。本文以柔性电子基底常用材料PDMS为对象,对多孔PDMS的力学特性从实验与理论两方面进行了研究。在此基础上,对多孔PDMS作为基底的柔性电子器件的延展性调控进行了探讨。文章主要研究内容如下:（1）通过试验测量多孔PDMS的力学特性,测试结果显示:多孔PDMS的弹性模量随孔隙率增加而下降,随温度升高而上升（0-40℃范围内）;储能模量随孔隙率增加而下降,而损耗模量和损耗因子对孔隙率变化不敏感;多孔PDMS可以承受长时间的变形而不发生应力松弛。（2）利用均匀化理论对多孔PDMS的力学性质进行理论模拟,并与试验测试结果对比。两者结果具有较高的一致性,说明理论模型有效可行。在此基础上,进一步分析了孔径和孔隙率对多孔PDMS的弹性模量与泊松比的影响,并提出了这些材料参数的近似预测公式。（3）在确定多孔PDMS力学参数的基...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 柔性电子力学研究现状
1.3 多孔PDMS研究现状
1.4 本文主要研究内容及目标
第二章 多孔PDMS制备及试验测试
2.1 引言
2.2 多孔PDMS制备
2.3 多孔PDMS孔隙分析
2.4 多孔PDMS力学特性测试
2.4.1 多孔PDMS静力测试
2.4.2 多孔PDMS粘弹性测试
2.4.3 多孔PDMS应力松弛测试
2.5 本章小结
第三章 多孔PDMS力学参数的理论预测
3.1 引言
3.2 渐近均匀化法
3.3 多孔PDMS力学参数分析
3.3.1 模型建立与求解
3.3.2 力学参数的分析与预测
3.4 本章小结
第四章 多孔PDMS基底柔性电子延展性分析
4.1 引言
4.2 蛇形结构有限元模拟
4.2.1 模型建立
4.2.2 有限元模拟结果分析
4.3 多孔PDMS对柔性器件延展性调控分析
4.3.1 孔隙率对延展性的影响
4.3.2 基底厚度对延展性的影响
4.3.3 封装层对延展性的影响
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 总结
5.2 不足与展望
参考文献
硕士期间参与科研项目与主要成果
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]可延展柔性无机微纳电子器件原理与研究进展[J]. 冯雪,陆炳卫,吴坚,林媛,宋吉舟,宋国锋,黄永刚. 物理学报. 2014(01)
[2]Novel implementation of homogenization method to predict effective properties of periodic materials[J]. Geng-Dong Cheng,Yuan-Wu Cai,Liang Xu. Acta Mechanica Sinica. 2013(04)
[3]柔性电子系统及其力学性能[J]. 许巍,卢天健. 力学进展. 2008(02)
[4]金属基纳米复合材料等效弹性模量的均匀化方法数值模拟[J]. 袁红,钱江,王秀喜,刘光勇. 力学季刊. 2003(04)
[5]多孔材料塑性极限载荷及其破坏模式分析[J]. 李华祥,刘应华,冯西桥,岑章志. 计算力学学报. 2003(03)
[6]基于均匀化方法的多孔材料细观力学特性数值研究[J]. 庄守兵,吴长春,冯淼林,袁振. 材料科学与工程. 2001(04)
博士论文
[1]周期性复合材料有效性能的均匀化计算[D]. 黄富华.哈尔滨工业大学 2010
[2]复合材料热/力学性能的双尺度渐近分析[D]. 唐绍锋.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]PDMS表面生物分子修饰及其在细胞学中的应用[D]. 胡媛媛.浙江大学 2014
[2]基于均匀化理论的周期性复合材料有效性能预测[D]. 马学仕.南京航空航天大学 2013
[3]渐近均匀化方法在砌体中的应用及分析[D]. 王进.湘潭大学 2013
[4]PDMS基多孔皱纹的制备及其应用[D]. 童屹.天津大学 2012
[5]柔性电子多层封装及粘弹性效应分析[D]. 李正伟.浙江大学 2012
[6]渐进均匀化理论及其在松质骨弹性模量计算中的应用[D]. 张斌.华中科技大学 2011
本文编号：3720186
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 柔性电子力学研究现状
1.3 多孔PDMS研究现状
1.4 本文主要研究内容及目标
第二章 多孔PDMS制备及试验测试
2.1 引言
2.2 多孔PDMS制备
2.3 多孔PDMS孔隙分析
2.4 多孔PDMS力学特性测试
2.4.1 多孔PDMS静力测试
2.4.2 多孔PDMS粘弹性测试
2.4.3 多孔PDMS应力松弛测试
2.5 本章小结
第三章 多孔PDMS力学参数的理论预测
3.1 引言
3.2 渐近均匀化法
3.3 多孔PDMS力学参数分析
3.3.1 模型建立与求解
3.3.2 力学参数的分析与预测
3.4 本章小结
第四章 多孔PDMS基底柔性电子延展性分析
4.1 引言
4.2 蛇形结构有限元模拟
4.2.1 模型建立
4.2.2 有限元模拟结果分析
4.3 多孔PDMS对柔性器件延展性调控分析
4.3.1 孔隙率对延展性的影响
4.3.2 基底厚度对延展性的影响
4.3.3 封装层对延展性的影响
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 总结
5.2 不足与展望
参考文献
硕士期间参与科研项目与主要成果
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]可延展柔性无机微纳电子器件原理与研究进展[J]. 冯雪,陆炳卫,吴坚,林媛,宋吉舟,宋国锋,黄永刚. 物理学报. 2014(01)
[2]Novel implementation of homogenization method to predict effective properties of periodic materials[J]. Geng-Dong Cheng,Yuan-Wu Cai,Liang Xu. Acta Mechanica Sinica. 2013(04)
[3]柔性电子系统及其力学性能[J]. 许巍,卢天健. 力学进展. 2008(02)
[4]金属基纳米复合材料等效弹性模量的均匀化方法数值模拟[J]. 袁红,钱江,王秀喜,刘光勇. 力学季刊. 2003(04)
[5]多孔材料塑性极限载荷及其破坏模式分析[J]. 李华祥,刘应华,冯西桥,岑章志. 计算力学学报. 2003(03)
[6]基于均匀化方法的多孔材料细观力学特性数值研究[J]. 庄守兵,吴长春,冯淼林,袁振. 材料科学与工程. 2001(04)
博士论文
[1]周期性复合材料有效性能的均匀化计算[D]. 黄富华.哈尔滨工业大学 2010
[2]复合材料热/力学性能的双尺度渐近分析[D]. 唐绍锋.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]PDMS表面生物分子修饰及其在细胞学中的应用[D]. 胡媛媛.浙江大学 2014
[2]基于均匀化理论的周期性复合材料有效性能预测[D]. 马学仕.南京航空航天大学 2013
[3]渐近均匀化方法在砌体中的应用及分析[D]. 王进.湘潭大学 2013
[4]PDMS基多孔皱纹的制备及其应用[D]. 童屹.天津大学 2012
[5]柔性电子多层封装及粘弹性效应分析[D]. 李正伟.浙江大学 2012
[6]渐进均匀化理论及其在松质骨弹性模量计算中的应用[D]. 张斌.华中科技大学 2011
本文编号：3720186
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3720186.html
