电位计喷涂加工碳膜不稳定层分析及其去除装置研制

发布时间：2020-04-26 08:28

【摘要】：电位计是广泛应用于航空航天伺服控制系统中的重要反馈式传感器,其生产环节中影响伺服系统精准控制的电阻膜片碳膜层加工质量至关重要。然而现行生产过程完全依赖手工制造,缺乏针对自动喷涂工艺过程的最优工艺参数来使膜层加工均匀,同时电位计喷涂加工过程中碳膜烘干后所形成的不稳定层尚未有人探究,急需明确其形成机理并针对其研制有效的不稳定层去除装置来代替传统人工去除,以此来节省生产成本,提高生产效率。首先本文从特定雾化喷嘴入手,通过分析电阻液雾化喷涂工艺流程,基于FLUENT建立了喷嘴出口处的流场模型和喷枪下游的射流场模型;通过对对欧拉壁面液膜模型离散化处理,结合Matlab开发了针对电阻液雾化喷涂制备碳膜层的壁面液膜厚度求解器,能够仿真计算喷涂制备电阻膜片线性度,并以此通过仿真研究获得理论最优工艺参数。其次,在保证制备过程中基板上所得碳膜层各组分均匀分布基础上,对液膜中石墨、酚醛树脂颗粒在高温环境下1小时后分布情况进行仿真研究,通过对所得结果进行分析建立了不稳定层形成机理模型。再次,研究现行的不稳定层手动去除工艺流程,提出相应的技术解决方案并明确去除装置总体设计要求。通过将去除功能细分模块化处理,完成了整体去除装置的机械、电气和控制方案的设计并进行了结构设计合理性分析。最后,在生产现场设计并开展相应的适用于自动喷涂设备的最优参数确定正交试验,获得了指导生产的最优工艺参数并验证了上文所建立模型的正确性;开展了碳膜层微观表面形貌分析研究,通过对所得数据分析,验证并修正了所得不稳定层形成机理模型;针对所研制的不稳定层去除装置,结合实际去除工艺流程,量化可调工艺参数,通过设计和进行最佳参数确定试验,最终明确了最佳工艺参数组合。
【图文】：

图 1-2 直线型碳膜电位计电阻膜片，其加工质量的好坏通常以电阻值变化的线电阻膜片碳膜层喷涂的均匀性，所以碳膜层过程是将上述混合电阻液按比例配制以气泡的表面上，此时电阻液气、液、固三态均存下胶体石墨粉会下降，，同时为排除电阻液内加快加工过程，所以会对碳膜片进行烘干工物质分布不均匀，发生变化形成分层，下层较好的有效碳膜层，上层则为石墨颗粒分布而该不稳定层的存在有以下弊端：层导电性较差，实际加工中由于未能一次达不稳定层会导致多次喷涂之后碳膜层导电性层粘附性较差且易干裂，如未处理则会导致成脱落，严重影响碳膜层的有效形成，降低品无法达标。

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文aworek[9]通过单点喷嘴或组合喷嘴的逐点技术具体研究了电喷，表面涂层，微纳米复合膜层材料生产的应用，见下图 1-5mad Rashad[10]进行了雾化器几何特性对电控雾化锥角的影响应最佳参数；J.L. Castillo[11]通过改变电喷雾流速探究对膜层制影响，得出膜层材料的孔隙率与流速成正比的规律。Rui Ma[1力和气压对喷雾角度和速度场的影响，得出空气压力较液体压和颗粒速度影响更大。Cunxi Liu[13]研究了煤油在压力旋流器中式下液滴尺寸空间分布，平均液滴尺寸和压力差变化，提供了据库并验证了喷雾模型。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V261

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本文编号：2641302