基于复合材料结构的电子元器件教具研究

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新型电子元器件的研究及其应用

新型电子元器件的研究及其应用

新型电子元器件的研究及其应用电子元器件是指用于控制、放大、转换或处理电信号的组件或设备,是现代电子技术的核心部分。

近年来,随着人工智能、物联网等新型技术的兴起,电子元器件的研究和应用也发生了许多新变化。

本文就新型电子元器件的研究及其应用进行一些探讨。

一、量子电子学量子电子学是指将量子力学理论运用于电子器件中的新领域。

传统的电子元器件使用材料中的自由电子进行操作,而量子电子学则利用物质中的电子自旋和量子态来实现元器件的功能,因此具有更高的速度和更低的功耗。

目前,量子电子学在高速计算、量子通信等领域已有重要应用。

例如,在高速计算中,用量子比特(qubit)代替传统的二进制比特(bit)可以实现更快的计算速度。

在量子通信中,使用量子密钥分发技术可以实现更加安全的信息传输。

二、可穿戴电子元器件可穿戴电子元器件是指可以在人的身上携带或穿戴的电子器件,如智能手表、智能眼镜、智能手环等。

近年来,随着人们对健康和生活质量的关注度不断提升,可穿戴电子元器件市场逐渐升温。

可穿戴电子元器件不仅可以记录人们的健康数据,还可以实现智能数据分析和提供更好的用户体验。

例如,智能手环可以监测用户的运动、睡眠等数据,智能眼镜可以提供实时导航、语音识别等功能。

三、柔性电子元器件柔性电子元器件是指可以弯曲、扭曲、折叠等具有柔性机械性能的电子器件,如柔性LED显示屏、可卷曲电池等。

与传统的硬性电子元器件相比,柔性电子元器件具有更好的适应性和可塑性。

柔性电子元器件广泛应用于可穿戴电子元器件、医疗电子设备、智能家居等领域,可以有效地解决传统电子元器件的限制。

例如,在医疗电子设备中,采用柔性电子元器件可以更好地贴合患者身体,提高医疗操作的精度和舒适度。

四、纳米电子元器件纳米电子元器件是指尺寸在纳米级别的电子器件,如纳米线、纳米管、纳米晶等。

纳米电子元器件具有更高的电子迁移率和功率密度,可以在更小的空间内实现更好的电子控制效果。

纳米电子元器件已经在光电器件、传感器、存储设备等领域得到广泛应用。

纳米复合材料在电子器件中的应用

纳米复合材料在电子器件中的应用

纳米复合材料在电子器件中的应用随着科技发展的步伐不断加快,电子器件也在不断地进行改善和升级,从而更好地满足现代社会的需要。

而在电子器件的制造中,纳米复合材料的应用越来越受到重视。

本文将围绕纳米复合材料在电子器件制造中的应用进行探讨。

一、纳米复合材料简介纳米材料指尺寸在1-100纳米之间的物质,与传统材料相比,具有独特的物理、化学、电学等性质。

而纳米复合材料是由两种或以上的材料混合而成的材料。

相比于传统的材料,纳米复合材料在强度、硬度、塑性、导电性、热传递和光学性能等方面都有很大的优势。

从材料结构上看,纳米复合材料的特殊性质是由复合材料的组成及其在复合材料中的相互作用所决定的。

其中,纳米粒子的大小、形状和分布状态以及复合材料之间的相互作用是影响纳米复合材料性能的重要因素。

二、纳米复合材料在电子器件中的应用1.纳米复合材料在电子元器件中的应用纳米复合材料具有很好的导电性,可以被应用到电子元器件中。

例如,纳米复合材料可以用于制造晶体管、电容器、电阻器等电路组成部件。

此外,纳米复合材料还可用于制造磁性器件、电感器件和微波器件等。

2.纳米复合材料在导电油墨中的应用传统的导电油墨多由碳粉、挥发性有机物和树脂组成,但其导电性能和稳定性较差。

而纳米复合材料的导电性能和稳定性都很好,因此在导电油墨的制造中得到了广泛的应用。

目前已有很多厂家开始使用纳米复合材料制造导电油墨,这种导电油墨可以被用于印刷线路板等电路板的制造中,大大提高了电路板的性能和可靠性。

3.纳米复合材料在太阳能电池中的应用太阳能电池的效率依赖于吸收光的能力,而纳米复合材料的超小尺寸使得它可以吸收更多的光线。

因此,纳米复合材料被广泛应用于太阳能电池的制造中。

通过将纳米复合材料散布在太阳能电池的材料中,可以提高太阳能电池的效率。

4.纳米复合材料在透明导电膜中的应用透明导电膜是一种透明的材料,具有优良的导电性能。

这种材料可以被广泛应用于光电显示器件(如手机屏幕、液晶电视等)和光电子器件(如光电导器件和光电传感器等)的制造中。

新型电子元器件的研究及应用

新型电子元器件的研究及应用

新型电子元器件的研究及应用随着科技的不断发展,新型电子元器件的研究和应用也得到了极大的关注。

新型电子元器件是指相对于传统的电子元器件而言,具备更高性能、更小尺寸、更低功耗、更广泛应用领域等特点的电子元器件。

本文将就新型电子元器件的研究和应用展开讨论。

在新型电子元器件的研究方面,研究人员主要关注以下几个方面:一是新材料的研究,在半导体器件中,研究人员致力于开发新的半导体材料,如石墨烯、碳纳米管等,这些材料具有独特的电子特性,能够在纳米尺度下工作,具备极高的导电性和热传导性能,为制造高性能器件提供了新的选择;二是新结构的研究,研究人员通过改变器件的结构,如三维立体结构、柔性结构等,可以实现更好的性能,如更高的工作频率、更低的功耗、更好的密封性等;三是新工艺的研究,研究人员致力于开发新的制造工艺,如纳米制造技术、自组装技术等,这些工艺能够制造更小尺寸、更高性能的器件。

新型电子元器件的应用领域非常广泛,以下是几个主要的应用领域:一是通信领域,在通信设备和网络中,新型电子元器件具备更高的工作频率和更低的功耗,能够实现更高速的数据传输和更低的信号传输损耗;二是医疗领域,在医疗器械和医疗设备中,新型电子元器件具备更好的生物相容性和更小的尺寸,能够实现更精准的检测和更舒适的使用体验;三是能源领域,在新能源设备和能源管理系统中,新型电子元器件具备更高的能量转换效率和更好的稳定性,能够提高能源利用效率和延长设备寿命;四是智能物联网领域,在智能家居、智能交通和智能制造等领域,新型电子元器件具备更高的集成度和更好的低功耗性能,能够实现更智能化和自动化的应用。

总的来说,新型电子元器件的研究和应用是推动电子技术发展的重要方向之一,它能够提供更高性能、更小尺寸、更低功耗的电子设备,有望推动科技的进步和社会的发展。

然而,新型电子元器件的研究和应用也面临一些挑战,如新材料的制备和性能控制、新结构的设计和制造、新工艺的优化和工业化等问题,需要研究人员和工程师的共同努力才能够实现。

智能复合材料研究进展

智能复合材料研究进展

智能复合材料研究进展1智能复合材料研究进展智能复合材料研究进展材硕113班(0301110546)王鸿摘要:智能复合材料是拟人化的高科技材料,它能根据设计者的思路要求实现自检测、自诊断、自调节等各种特殊功能。

文章介绍了智能复合材料的原理、组成,分析了几种智能复合材料如:压电复合材料、形状记忆合金、光纤材料、电流变体等的开发研究概况及其在纺织品中的应用。

关键词:智能复合材料,形状记忆合金,智能纺织品1引言智能复合材料是一类基于仿生学概念发展起来的高新技术材料,它实际上是集成了传器、信息处理器和功能驱动器的新型复合材料。

其通过传感器感知内外环境状态的变化,将变化所产生的信号通过信息处理器做出判断处理,并发出指令,而后通过功能驱动器调整材料的各种状态以适应内外环境的变化,从而实现自检测、自诊断、自调节、自恢复、自我保护等多种特殊功能类似于生物系统。

智能复合材料是微电子技术、计算机技术与材料科学交叉的产物,在许多领域展现了广阔的应用前景,如机械装置噪音与振动的自我控制等,飞机的智能蒙皮与自适应机翼,桥梁与高速公路等大型结构的自增强、自诊断自修复功能,以及各种智能纺织品。

2智能复合材料的主要种类和应用2.1产业领域2.1.1形状记忆合金纤维增强智能复合材料[1]SMA应用于智能复合材料主要由于其具有形状记忆效应(SME)和超弹性。

最典型的SMA是NiTi合金,它感应灵敏度高,微应变大,可回复应力大,致动机理简单(驱动器只需SMA一种材料,可拉成纤维或丝状),有良好的感应和驱动性能。

SMA从功能上概括主要有如下应用。

1)材料的增强。

埋有SMA的复合材料结构中的SMA被激励时将对整个结构的性能产生较大的压应变,如将SMA丝合理地布置于结构中可显著增强复合材料的强度:而且有资料表明在SMA丝的体积分数不变的情况下,将其适当排列,可提高复合材料的抗低速冲击性能。

2)变形控制与结构损伤的探测、抑制与修复。

美国应用SMA制成了夹心结构树脂基复合材料用于“柔性机翼”,该机翼在各种飞行速度下自动保持最佳翼型,大幅度提高飞行效率,并可对出现的危险振动自行抑制;将适量NiTi合金2智能复合材料研究进展纤维铺于环氧树脂基体中制成智能复合材料(SMC)。

聚合物纳米复合材料的制备及应用研究

聚合物纳米复合材料的制备及应用研究

聚合物纳米复合材料的制备及应用研究聚合物纳米复合材料是一种新型的材料,具有高强度、高韧性、高温稳定性和电磁性能等优异特性。

它将两种或两种以上不同性能的材料结合在一起,通过合成、改性、纳米化等技术手段获得更为优良的材料性能。

本文将从制备方法、应用领域、发展前景等方面,全面介绍聚合物纳米复合材料的制备及应用研究现状。

一、制备方法1.1 界面聚合法界面聚合法是制备聚合物纳米复合材料的一种常用方法。

它利用界面作为反应区域,使聚合物与纳米材料在界面处结合。

界面聚合法可以进一步分为原子转移聚合、自由基聚合、离子交换聚合等几种。

1.2 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种将溶液中包含了纳米颗粒的聚合物凝胶处理以制备纳米复合材料的方法。

该方法的优点是可控性好,制备出的产品具有纳米晶颗粒的均匀分布、氧化性质良好等特性。

1.3 介电强化法介电强化法是将聚合物溶液通过电场作用下的连续流动,从而促进纳米材料在聚合物中的分散和尺寸减小,以制备纳米复合材料。

二、应用领域纳米复合材料作为一种重要的高性能材料,在众多领域得到了广泛应用。

2.1 功能材料聚合物纳米复合材料可作为电子元器件中的基板材料、传感器等强化改性材料、能量材料等。

2.2 结构材料聚合物纳米复合材料在航空航天、车辆制造、建筑等领域有广泛应用。

它可以用作高强度、高韧性结构材料,可有效提高结构性能和延长使用寿命。

2.3 医疗材料聚合物纳米复合材料在医疗领域中也有着重要的应用。

如利用其材料内部的纳米材料作为载药剂,制备纳米复合材料的药物释放体系,在医疗上得到了广泛的研究和应用。

三、发展前景纳米复合材料是材料科学中的一个热点领域,具有着无限的前景和广阔的应用前景。

3.1 合成技术的革新聚合物纳米复合材料的合成技术在不断地革新,如聚合/凝胶交联、纳米分散聚合、超临界流体沉积、电化学聚合等方法的出现,使得其合成技术更加灵活多样化。

未来的研究将定向于功能、结构复合材料的研制。

3.2 应用领域的扩展随着纳米复合材料研究的深入,其在成为高端功能材料的同时,在新型材料、能源材料、医疗材料等领域的应用前景也被看好。

高频基片复合材料的研究进展

高频基片复合材料的研究进展

高 频是 指 3 0MH 0 z以上 的 频率 范 围 , 用 在 此 应
频率 范 围 内的 电路 基片 复合 材料称 为 高频基 片 复合
材料 , 主要 应用 于 移 动 电话 、 功率 放 大器 、 直接 广 播
2 高频 基 片的 性能 要求
微 组 装和 布线 基片 要求 基 片材 料具 有优 异 的介
K e r s P lme , Hih fe u n y s b tae c mp st y wo d oy r g r q e c u srt o o i e,P o et r p ry ’
1 前 言
基 片 的设计 原则 ; 述 了高 频 基 片 复 合 材 料 的 发 展 评 现状 , 并指 出进t rp ris rq rd b ic i mo nttc n lg sr c u tae p e t e uie y cru t o e u e h oo y, v ro s fcos t fe tte p p ris a d a iu a tr o e_c h r e t , n f o e
2 1 介 电常数 ( ) 介 电损耗 ( n . £和 t 8) a
对 于高频 用高 性能 的基 片用 两 个重 要 的参数来 描述 … : 电常数 £和介 电损 耗 t s 介 a 。信 号 传 输 速 n 度 E o c √ ( 2 c / £ c是 光 速 ) J ,£越 少 ,信 号 延 迟 越 小 ,
p icp e o e in h hih rq n y u sr t ae n rd c d,a d e eo me t f he ih r q e c s b t t r ils t d sg te g fe ue c s b tae r ito u e n n d v lp n o t hg fe u n y u sr e a c mp st s wela o u g sin n f tr e e r h ae p e e td. o o i a l s s me s g e to so uu e rs ac r r sn e e

《复合材料加工工艺》教学模式的探索与实践

《复合材料加工工艺》教学模式的探索与实践

《复合材料加工工艺》教学模式的探索与实践摘要:高技能的操作者是企业生产的保障。

本文从五个方面阐述《复合材料加工工艺》课程教学模式创新的重要性和必要性,论证了新的教学模式——理论加实践“一体化”模块式教学。

通过两年的研究与实践,总结出适合职业教育的教学模式,使学生逐步实现由学生——准职业人——职业人的良好角色转换,最终成为一名优秀的高技能人才。

关键词:理论实践一体化创新教学模式复合材料在科学技术飞速发展的今天,复合材料技术在航空航天领域得到广泛的应用,由于复合材料制造技术的特殊性和与其他材料无法比拟的先进性,它的加工工艺也比较特殊。

通过怎样的教学方法使学生掌握复合材料的加工工艺,我们教学工作者在教学中不断摸索、不断总结经验,探索出一套适合学生的教学方法。

1 传统教学模式综述1.1在教学内容上,偏重于理论知识的讲授由于复合材料加工工艺的特殊性,各种教学用原材料少、设备不齐全。

学生只能从书本中了解其工艺,因此教学内容不生动、不直观,使学生学到的知识和实际脱节。

另外,教材更新慢、教学内容旧、新知识、新技术体现少。

1.2在教学模式上,过于陈旧以传统的“填鸭式”的“满堂灌”教学为主,教学强调“教”忽视“学”,教师的身份更多是一个灌输者,而不是一个引导者,这势必会忽视学生学习的主动性,造成学生缺乏学习的积极性。

1.3在教学方法上,过于呆板教学手段与教学方法各自为政,一直沿用教师板书讲授理论课的传统的教学方式,叙述性的内容多,这种教学方式占用课时多,使得教师授课容易陷入平铺直叙的乏味陈述中,教学内容枯燥无味,学生学习兴趣不大,从而导致教学效果不佳。

2 创新教学模式的必要性教学是学校一种有计划的、连续性的工作。

教学要想获得好的效果,教学模式的选择至关重要。

使学生获得复合材料专业知识、规范地掌握复合材料专业技能是教学的最终目的,根据目标要求,从态度、知识、技能、行为等方面进行综合教学。

因此,必须明确传统教学模式与现代教学模式的区别,转变传统的教学观念。

聚合物基电子封装复合材料研究进展

聚合物基电子封装复合材料研究进展

料相比, 聚合物基 电子封装材料 ( 主要是 塑料封装材 料) 具有绝缘、 质量轻 、 成本低廉 、 线胀系数低 、 异 优 的介 电性能、 易成型加工 、 适宜大规模 自 动化、 产业化 和薄型化 , 其导热性和可靠性与金属和陶瓷封装相当 等优 点 4] 目前 , 。 塑料 封装 已 占到整个 封装 材料 的
C e hg o h nS iu
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维普资讯
聚合 物 基 电子 封 装 复 合 材 料 研 究 进 展
陈仕 国 戈早 川 杨 海 朋 白晓 军
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( 深圳大学材料学 院深圳 市特 种功能材料重点实验室 , 深圳


综述 了聚合物基 电子封装 材料 的基 本 性 能要 封 装
Ke r P lme o o i Elcr ni a k gn Th r a o d tvt y wo ds o y rc mp st e, e to c p c a i g, e m l c n uciiy
0 引言
9 % 以 上 , 用 器 件 几 乎 10 , 业 元 器 件 将 近 5 民 0% 工

1-1-3型压电复合材料宽带换能器

1-1-3型压电复合材料宽带换能器

1-1-3型压电复合材料宽带换能器蓝宇;张凯【摘要】The matching layer is commonly used to expand the bandwidth of 1 - 3 piezocomposite transducers. But as time passes, the performance of matching layers will change, this change may cause performance instability of the transducer. By applying the concept of single-ended excitation to 1 -3 piezocomposite material, a new piezocomposite structure, that is 1-1-3 piezocomposite material, was achieved. The finite element model of a 1-1-3 piezocomposite transducer was set up with ANSYS software and the structure of the transducer was optimized. A final 1 -1-3 piezocomposite transducer was designed which used the first, second, and third thickness modes. The bandwidth of the transducer was 112-450kHz, in which the peak transmitting voltage response was 174dB. Several conclusions can be reached from the research: The bandwidth of piezocomposite transducers can be expanded by the first, second, and third thickness modes. Also, a method was given to achieve the broad-band projection performance of a high-frequency transducer.%1-3型压电复合材料换能器带宽的拓展一般采用匹配层的方法,但匹配层的特性会随着时间的变化而变化,这会造成换能器性能的不稳定.将单端激励的原理引入1-3型压电复合材料,提出了一种新的压电复合材料结构,即1-1-3型压电复合材料.应用ANSYS软件建立1-1-3型压电复合材料换能器的有限元模型,然后进行结构优化,最终制作了一个利用一阶、二阶和三阶厚度振动模态的1-1-3型压电复合材料宽带换能器,其工作带宽为112 kHz~450 kHz,发送电压响应最大值为174 dB.研究结果表明:利用1-1-3型压电复合材料的一阶、二阶和三阶厚度振动模态可以拓展压电复合材料换能器的带宽,同时也给出了一种高频换能器实现宽带发射的方法.【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》【年(卷),期】2011(032)011【总页数】5页(P1479-1483)【关键词】1-1-3型压电复合材料换能器;单端激励;宽带;有限元法【作者】蓝宇;张凯【作者单位】哈尔滨工程大学水声技术国家级重点实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学水声技术国家级重点实验室,黑龙江哈尔滨150001;杭州应用声学研究所,浙江杭州310012【正文语种】中文【中图分类】TB5651-3型压电复合材料换能器具有很多优点[1]:其重量轻、易于共形、声阻抗率低、利用其制作的换能器的有效机电耦合系数高、接近于压电陶瓷相的k33.20世纪70年代末,美国宾州州立大学的Newnham教授首先提出了1-3型压电复合材料的概念[2],在此基础上人们对其做了广泛的研究[3].同时人们对1-3型压电复合材料在水声换能器上的应用也做了很多研究工作.美国的Thomas R.Howarth 制作了尺寸为254 mm×254 mm×6.35 mm的大面积1-3型压电复合材料换能器[4].美国水下作战中心的Kim C.Benjamin利用1-3型压电复合材料制作了直径为76 cm的参量阵,名为USRD-82[5].英国的S.Cochran等人在1-3型单晶压电复合材料前加匹配层制作了带宽超过一个倍频程的水声换能器[6].土耳其的I.Ceren Elmash在1-3型压电复合材料前加匹配层制作了宽带、宽波束的水声换能器,该换能器可以应用于水声通信领域[7].韩国的Zhi Tian等人利用在1-3型压电复合材料圆管外表面加匹配层制作了宽带圆管换能器[8].本文将单端激励的原理引入1-3型压电复合材料中,在此基础上提出了一种1-1-3型压电复合材料结构,并且利用有限元方法,运用大型有限元软件ANSYS分析了1-1-3压电复合材料的频率特性和阻抗特性,利用1-1-3型压电复合材料的一阶厚度振动模态、二阶厚度振动模态和三阶厚度振动模态的耦合设计并制作了带宽为2个倍频程的1-1-3型压电复合材料宽带换能器.从而也解决了高频换能器(频率大于100 kHz)实现宽带发射的难点.1 1-1-3型压电复合材料的概念1-1-3型压电复合材料是由一维连通的压电小柱和一维连通的金属小柱平行排列于三维连通的聚合物基体中而构成的三相压电复合材料,压电小柱的极化方向与压电小柱高度方向相同.常用的压电小柱材料有PZT4、PZT5和弛豫铁电单晶等;常用的金属小柱材料有钢、铝和铜等;常用的聚合物材料有环氧树脂、聚氨酯和聚亚胺酯等.1-1-3型压电复合材料的示意图如图1所示.图1 1-1-3型压电复合材料示意Fig.1 Schematic representation of 1-1-3 piezocomposite material2 1-1-3型压电复合材料宽带换能器的工作原理在两端自由的条件下,压电小柱纵向振动的基频公式为式中:c为压电小柱纵向振动的声速,l为压电小柱的长度.压电小柱高阶纵向振动模态频率的公式为通常,压电换能器的压电陶瓷堆之间是并联连接的,如图2所示,如果将其分为左右2个部分,其振动是同相的,也就是同时扩张或收缩,因此称图2(a)所示的激励方式为左右同相激励.由于同相激励只能激励出位移对称的奇数阶纵向振动模态,无法激励出偶数阶模态.因此,在第2阶纵向振动模态的谐振频率处端面的位移很小,发送电压响应曲线上出现了一个很深的凹谷,如图3(a)曲线1所示.为了激励出第2阶纵向振动模态,须采用如图2(b)所示左右反相激励,其发送电压响应曲线如图3曲线2所示.如果,将2种激励叠加在一起,如图2(c)所示,其效果与图2(d)相同,相当于单端激励,此时,前三阶纵向振动模态全部被激励出来,发送电压响应如图 3(b)所示,比较平坦[9].图2(d)也可以代表1-1-3型压电复合材料的复合小柱,其左端为压电陶瓷小柱,右端为金属小柱,也相当于单端激励,其发送电压响应与图3(b)类似,有效地拓宽了压电复合材料换能器的带宽.图2 压电陶瓷堆的不同激励方式Fig.2 Different excitations of piezoelectric ceramic stack图3 不同激励方式下的发送电压响应Fig.3 The transmitting voltage response under different excitations3 1-1-3型压电复合材料宽带换能器的有限元分析3.1 有限元分析的理论基础利用ANSYS建立的整个1-1-3型压电复合材料换能器有限元模型的运算时间会很长,由于1-1-3型压电复合材料具有二维周期性的特点,因此可以通过分析1-1-3型压电复合材料中的一个周期的性能来分析1-1-3型压电复合材料换能器的性能.在1-1-3型压电复合材料换能器中,除了边缘处的周期单元,其他单元的负载基本相同,此时只需分析其中的一个周期单元.这样可以认为单个周期单元处于一刚性壁波导中的一端,而在波导的另一端施加边界条件.然后,可以利用ANSYS软件计算出波导水柱中的声压.最后可以利用波导中的声压得出1-1-3型压电复合材料换能器的远场声压.而波导中的波可视为声压为pp和质点振速为pp/ρc的平面波.假设所有周期法向振速相同,ρc负载相同,那么由功率守恒原理可得,1-1-3型压电复合材料换能器的总辐射功率为所有周期辐射功率之和:式中:N为周期数,A为单个周期面积.由指向因素的概念可知,上述功率与远场声强的关系为式中:距离1-1-3型压电复合材料换能器声轴方向r处的远场声压为p.由于平面活塞辐射器的指向性因素[10]为从而可得pp(ANSYS计算的值)与p(1-1-3型压电复合材料换能器轴向远场声压)的关系为由于1-1-3型压电复合材料换能器的边缘周期声负载比中间周期的小,式(6)只是一个近似解.因此解的精确性依赖于边缘周期的数量.3.2 有限元模型的建立在分析时只建立一个周期(一个周期包含一根压电陶瓷小柱、一根金属小柱及其周围的环氧树脂)的有限元模型,在边界上施加一定边界条件来模拟整个1-1-3型压电复合材料换能器.利用ANSYS软件来建模,压电小柱为PZT4,金属小柱为黄铜,聚合物相为环氧树脂,复合材料圆片的厚度为12 mm,周期数为204个.最终制作的换能器辐射面灌注环氧树脂胶层.为节省计算时间,只建立了一周期的1/4有限元模型,流体域为一刚性壁波导,如图4所示.图4 1-1-3型压电复合材料宽带换能器一个周期的1/4有限元模型Fig.4 Theone-fourth finite element model for a unite cell of the 1-1-3 piezocomposite broad-band transducer3.3 模态分析通过对1-1-3型压电复合材料一个周期的有限元模型进行模态分析,可得到1-1-3型压电复合材料的厚度共振频率和模态振型.图5为1-1-3型压电复合材料一个周期的振动位移矢量图,其一阶厚度振动位移矢量图如图5(a)所示,模态频率为138 kHz;二阶厚度振动位移矢量图如图5(b)所示,模态频率为280 kHz;三阶厚度度振动位移矢量图如图5(c)所示,模态频率为454 kHz.图5 1-1-3型压电复合材料的厚度共振模态Fig.5 The thickness model of the1-1-3 piezocomposite material3.4 谐波响应分析利用ANSYS软件提供的谐波响应分析模块,计算出换能器在水中的导纳曲线,如图6所示.图6 1-1-3型压电复合材料宽带换能器在水中的导纳曲线Fig.6 The admittanceof the 1-1-3 piezocomposite broad-band transducer in water从图6可知:1-1-3型压电复合材料宽带换能器在水中的电导最大值为4.5 m,该处谐振频率为280 kHz.利用ANSYS软件提供的流固耦合分析功能,提取刚性壁波导中一个节点上的声压,再由式(6)得出整个1-1-3型压电复合材料宽带换能器的远场声压,根据发送电压响应的定义计算换能器水中的发送电压响应曲线,如图7所示.图7 1-1-3型压电复合材料宽带换能器的发送电压响应曲线Fig.7 The transmitting voltage response of the 1-1-3 piezocomposite broad-band transducer从图7可知:1-1-3型压电复合材料宽带换能器的工作带宽为125~490 kHz,发送电压响应最大值为171 dB.4 1-1-3型压电复合材料宽带换能器的试验分析按照设计尺寸制作了1-1-3型压电复合材料宽带换能器,如图8所示,图的左侧为1-1-3型压电复合材料,右侧为1-1-3型压电复合材料宽带换能器.图8 1-1-3型压电复合材料宽带换能器示意Fig.8 Schematic representation of the 1-1-3 piezocomposite broad-band transducer利用HP4194阻抗分析仪测量了换能器在空气中和水中的频率特性和阻抗特性,如图9所示.图9 1-1-3型压电复合材料宽带换能器的测试导纳Fig.9 The measured admittance of the 1-1-3 piezocomposite broad-band transducer图9(a)为1-1-3型压电复合材料的导纳图,其一阶厚度谐振频率为127 kHz,电导峰值为4.1 mS;其二阶厚度谐振频率为 285 kHz,电导峰值为16.5 mS;其三阶厚度谐振频率为414 kHz,电导峰值为2.3 mS.图9(b)为1-1-3型压电复合材料宽带换能器水中的导纳图,其一阶厚度谐振频率为125kHz,电导峰值为1.7 mS;其二阶厚度谐振频率为292 kHz,电导峰值为9.1 mS;其三阶厚度谐振频率为 416 kHz,电导峰值为 1.6 mS.在水池利用脉冲法测量s了换能器的发送电压响应,其结果如图10所示.由图可知测得的1-1-3型压电复合材料宽带换能器的工作带宽为112~450 kHz,发送电压响应峰值为174 dB.图10 1-1-3型压电复合材料宽带换能器的测试发送电压响应曲线Fig.10 The measured transmitting voltage response of the 1-1-3 piezocomposite broad-band transducer对比测试结果与计算结果,可以看出,无论是导纳曲线还是发送电压响应曲线,计算与测试的趋势基本一致,但还存在一定的误差.这是因为:1)制作的1-1-3型压电复合材料的结构尺寸存在误差,这就使得实测的频率特性与计算的频率特性有一定的差异;2)利用3.1节的有限元算法存在误差导致实测的发送电压响应与计算的发送电压响应有一定的差异.5 结束语本文基于单端激励的思想,提出了一种新的压电复合材料结构,即1-1-3型压电复合材料,并且利用其制作了一个工作带宽为112~450 kHz,发送电压响应最大值为174 dB的高频宽带水声换能器.上述工作表明利用1-1-3型压电复合材料的一阶厚度振动模态、二阶厚度振动模态和三阶厚度振动模态的耦合可以制作高频宽带水声换能器,同时也给出了一种高频换能器实现宽带发射的方法.参考文献:【相关文献】[1]李邓化,居伟骏,贾美娟,等.新型压电复合材料换能器及其应用[M].北京:科学出版社,2007:6-7.[2]NEWNHAM R E,SKINNER D P,CROSS L E.Connectivity and piezoelectric-pyroelectric composites[J].Mat Res Bull,1978,13(5):525-536.[3]TRESSLER J F,ALKOY S,DOGAN A.Functional composites for sensors,actuators,and transducers[J].Composites,1999,Part A 30:477-482.[4]HOWARTH T R,TING R Y.Electroacoustic evaluations of 1-3 piezocompositesonopanel materials[J].IEEE Trans Ultrason Ferroelec Freq Contr,2000,47(4):886-894. [5]BENJAMIN K C,PETRIE S.The design,fabrication,and measured acoustic performance of a 1-3 piezoelectric composite navy calibration standard transducer[J].J Acoust Soc Am,2001,109(5):1973-1978.[6]COCHRAN S,PARKER M,FRANCH P M.Ultrabroadband single crystal composite transducers for underwater ultrasound[C]//Ultrasonics Symposium,2005 IEEE.[s.l.],2005:231-234.[7]ELMASH I C,KOYMEN H.A wideband and a wide-beamwidth acoustic transducer design for underwater acoustic communications[C]//Oceans 2006-AsiaPacific.Singapore,2007:1-5.[8]ZHI T,YONGRAE R,WONHO K.Optimal design of an underwater piezocomposite ring transducer[C]//Ultrasonics Symposium,2008 IEEE.[s.l.],2008:1405-1408. [9]BULTER A L,BULTER J L.Multiple resonant wideband transducer apparatus [P].America:US6950373B2,2005.[10]SHERMAN C H,BULTER J L.Transducers and arrays for underwater sound [M].Berlin:Springer,2006.。

电子封装用SiCp/Al复合材料的研究现状及展望

电子封装用SiCp/Al复合材料的研究现状及展望

1 引言
电子封装技术的重要支撑是 电子封装材料 ,集成 电路和芯片封装技术的快速发展对封装材料提 出了更高 的要求 。对集成电路来说 ,电子封装材料是用于承载 电子元器件 及其相互连线 ,起机械支持 、密封环境保
2 SC / 1 ip 复合材料制备工艺 A
SC / 1 i p 复合材料是 2 世纪 8 年代初 发展起来 的 A 0 0
维普资讯
第 7卷 , 3期 第
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ELECTRONI CS & PACKAGI NG
总 第4 7期 20 0 7年 3月
封 装 、 组 装, ; 试 与 测
电子封装 用 SC / 复合材料 的研 究现状及展 望 i pA1
装材料 、金属封装 材料已不能满 足电子工业 对材料更 商l 生能的要 求 ,研 制开发新型的 电子封装材料 己成为
要 的先进材料 ,正在 部分取 代传统 的金属 材料而应用 在航空航天工业 、汽车工业 、电子封装和体育器械等 对材料性能要求较高 的领域 。 许多 国家将 SC / 1 i p 复合 A
材 料作 为 2 世纪新材料 开发的重点 。 1 SC / 1 i pA 复合 材料有 多种 制备方法 ,根据原 理和 工艺 的不 同 ,其 制备 方 法主 要有 粉末 冶 金法 、搅
各 国竞相追求 的 目标 。 i p 作为新型的电子封装材 SC / A1 料 ,由于其优 良的性能成 为新 的研究 热点 “。
拌 铸 造 法 、挤 压 铸造 法 、喷射 沉 积 法 、无 压

种非 连续 陶瓷颗粒增 强金 属基复合材料 。 白问世 以
来一直受到材料科学及工程应用领域极大 的重视 ,经 过 2 多年来 的发展 , ipA 复合材料 目前作 为一种重 0 SC / 1

《2024年基于SR-μ-CT和原位电子辐照研究C-C复合材料》范文

《2024年基于SR-μ-CT和原位电子辐照研究C-C复合材料》范文

《基于SR-μ-CT和原位电子辐照研究C-C复合材料》篇一基于SR-μ-CT和原位电子辐照研究C-C复合材料一、引言C/C复合材料(碳纤维增强碳基复合材料)因其出色的力学性能、热稳定性和电磁性能,在航空、航天、能源等领域得到了广泛应用。

然而,其微观结构和性能的深入研究仍需借助先进的检测技术。

本文将介绍一种基于SR-μ-CT(同步辐射微米级计算机断层扫描)和原位电子辐照的方法,用于研究C/C复合材料的高质量分析。

二、研究方法1. 实验材料本实验采用不同配比的C/C复合材料样本。

2. 同步辐射微米级计算机断层扫描(SR-μ-CT)SR-μ-CT是一种无损检测技术,具有高分辨率、高对比度等优点,可以用于观测C/C复合材料的微观结构。

通过对样本进行SR-μ-CT扫描,可以获取其三维结构信息。

3. 原位电子辐照原位电子辐照技术可以模拟材料在极端环境下的性能变化,通过观察材料在电子束辐照下的微观结构变化,可以研究其辐射稳定性。

三、实验结果与分析1. 微观结构分析通过SR-μ-CT扫描得到的C/C复合材料三维结构图像显示,碳纤维分布均匀,与碳基体结合紧密。

不同配比的C/C复合材料在微观结构上存在差异,但总体上表现出良好的纤维增强效果。

2. 原位电子辐照实验结果原位电子辐照实验表明,C/C复合材料在电子束辐照下表现出较好的辐射稳定性。

随着辐照时间的延长,碳纤维和碳基体的微观结构发生变化,但整体结构仍保持稳定。

这表明C/C复合材料具有良好的抗辐射性能。

四、讨论与结论通过SR-μ-CT和原位电子辐照实验,我们深入了解了C/C复合材料的微观结构和抗辐射性能。

结果表明,C/C复合材料具有优异的力学性能和热稳定性,以及良好的抗辐射性能。

这为其在航空、航天、能源等领域的应用提供了有力支持。

此外,SR-μ-CT和原位电子辐照技术的结合为研究其他复合材料的微观结构和性能提供了新的思路和方法。

五、展望与建议未来,我们可以进一步研究C/C复合材料的抗辐射机理,以及不同配比和制备工艺对其性能的影响。

复合材料在超级电容器电极材料中的应用

复合材料在超级电容器电极材料中的应用
Abstract: This article reviews the application research of composite materials in supercapacitor electrode materials. The carbon- based materials, metal- oxide- based composites, conducting- polymer- based composites and MAXenes- based composite materials as well as the principles and latest research progress are analyzed. The supercapacitor electrode materials can combine advantages of multiple materials, which not only have high conductivity and high specific surface area, but also greater capacitance, better stability and lower cost, such materials will be the future trend of electrode materials for supercapacitor.
Xu Bo1, Jin Linghua2
(1.Zhuzhou Times New Material Co., Ltd., Zhuzhou 412007; 2.School of Chemistry and Chemical Engineering, University of South China, Hengyang 421001)

基于金属软磁复合材料的电感元器件的生产过程

基于金属软磁复合材料的电感元器件的生产过程

基于金属软磁复合材料的电感元器件的生产过程
基于金属软磁复合材料的电感元器件的生产过程主要包括以下几个步骤:
1. 材料准备:选择适合的金属软磁材料作为主要材料。

常用的金属软磁材料包括铁氧体、铝镍钴合金等。

根据设计要求,将材料进行切割、修整,获得所需的形状和尺寸。

2. 软磁材料处理:根据具体要求,进行软磁材料的表面处理,如去除污垢、氧化层等。

这些处理可以通过酸洗、磨砂等方法进行。

3. 线圈制备:根据设计要求,选择合适的电线进行制备线圈。

将电线缠绕在芯片或骨架上,形成线圈结构。

线圈可以是单层、多层或交错层等不同形式。

4. 线圈和软磁材料的结合:将制备好的软磁材料与线圈结合起来。

通常情况下,线圈会被穿过软磁材料的孔洞,或者直接固定在软磁材料的表面。

5. 封装和保护:为了保护线圈和软磁材料免受外部环境的影响,可以进行封装和保护处理。

常用的封装材料包括塑料、环氧树脂等。

将元器件放置在合适的封装容器中,注入封装材料,使其固化。

6. 电性能测试:对制备好的电感元器件进行电性能测试。

测试项目包括电感值、阻抗、频率响应等。

根据测试结果进行调整
和改善,确保元器件符合设计要求。

7. 包装和质量检查:对通过电性能测试的元器件进行包装和质量检查。

确保元器件的外观质量和功能性能无缺陷。

8. 成品出厂:将质量合格的电感元器件包装好,准备出厂销售。

以上是基于金属软磁复合材料的电感元器件的生产过程的基本步骤,具体的流程和方法可能会因厂家和产品类型的不同而有所差异。

高分子复合材料的研究

高分子复合材料的研究

高分子复合材料的研究高分子复合材料是一种由高分子基体和填充物组成的材料,具有优异的力学性能、热性能和化学稳定性。

近年来,随着科学技术的不断发展,高分子复合材料的研究得到了广泛关注。

本文将从材料的制备方法、性能表征以及应用领域等方面对高分子复合材料的研究进行探讨。

一、制备方法高分子复合材料的制备方法多种多样,常见的方法包括浸渍法、熔融法、溶液法和反应注塑法等。

浸渍法是将填充物浸渍在高分子基体中,然后通过热处理使其固化。

熔融法是将高分子基体和填充物一起加热熔融,然后通过冷却使其固化。

溶液法是将高分子基体和填充物溶解在溶剂中,然后通过溶剂的挥发使其固化。

反应注塑法是将高分子基体和填充物一起注入模具中,然后通过化学反应使其固化。

不同的制备方法对于高分子复合材料的性能有着不同的影响,研究人员可以根据具体需求选择合适的制备方法。

二、性能表征高分子复合材料的性能表征是研究的重要内容之一。

常见的性能表征方法包括力学性能测试、热性能测试和化学稳定性测试等。

力学性能测试可以通过拉伸试验、弯曲试验和冲击试验等方法来评估材料的力学性能。

热性能测试可以通过热重分析、差示扫描量热法和热导率测试等方法来评估材料的热性能。

化学稳定性测试可以通过溶解度测试、酸碱性测试和耐腐蚀性测试等方法来评估材料的化学稳定性。

通过对高分子复合材料的性能表征,可以了解材料的优缺点,为进一步的研究和应用提供参考。

三、应用领域高分子复合材料具有广泛的应用领域。

在航空航天领域,高分子复合材料可以用于制造飞机、火箭和卫星等载体结构,以提高载体的强度和刚度,减轻重量。

在汽车工业领域,高分子复合材料可以用于制造汽车车身和零部件,以提高汽车的安全性和燃油经济性。

在电子电气领域,高分子复合材料可以用于制造电子元器件和电缆,以提高电子产品的性能和可靠性。

在建筑领域,高分子复合材料可以用于制造建筑材料和装饰材料,以提高建筑物的耐久性和美观性。

在医疗领域,高分子复合材料可以用于制造医疗器械和人工器官,以提高医疗设备的性能和生物相容性。

柔性电子器件技术的研究与应用

柔性电子器件技术的研究与应用

柔性电子器件技术的研究与应用随着科技的进步和人们对生活质量的要求提高,传统的硬性电子器件已逐渐无法满足人们的需求,相较于硬性电子器件,柔性电子器件因其柔性、轻盈、便携的特性,已经成为科技领域的一块新风口,备受关注。

本文将从柔性电子器件的概念入手,探讨其技术难点、应用前景等问题。

一、柔性电子器件的概念柔性电子器件,即采用高分子材料(如:有机、无机复合材料等)作为基底,并在上面制作电子器件的一类电子组件。

它与传统的刚性电子器件相比,具有柔性、轻盈、便携等显著特点。

常见的柔性电子器件有柔性显示器、可穿戴电子设备、智能贴纸等。

在柔性电子器件制作中,高分子材料是一类重要的基底材料。

相较于其他基底材料,高分子材料具有柔性、可塑性高、价格低廉等特点。

另外,柔性电子器件的制作过程中,需要使用到一些新型材料,这些材料大多具有高分子聚合物材料的特点,例如印刷金属墨等。

二、柔性电子器件的技术难点虽然柔性电子器件看似简单,但在制作过程中,依然有许多技术难点需要克服。

这些技术难点,大多与柔性电子器件本身的性质和制作过程相关。

首先,柔性电子器件的材料研究是一个重要的方向。

目前的柔性电子器件材料,虽然已经能够满足基本的需求,但在柔性度、导电性、机械强度等方面还存在着提升的空间。

其次,电子元器件集成的问题是柔性电子器件制作过程中的另一个难点。

由于柔性电子器件的基底材料粘接性不够,固定电子元器件等步骤稍有不慎,都会影响到器件整体的电学性能。

因此,在电子器件的制作和组装时,需要在粘合性、固定性、隔离性等方面下足功夫,以确保元器件集成的可靠性与稳定性。

最后,柔性电子器件的测试也是制作过程中的一个难点。

目前已有一些成熟的测试技术可以用于测试柔性电子器件,例如拉伸测试、弯曲测试等。

但在实际测试时,还需要考虑到材料变化对器件电学性能影响的因素,以及与标准测试方法的对应关系等问题。

三、柔性电子器件的应用前景柔性电子器件还处于发展的初期,随着技术的不断进步,它的应用前景也在不断扩大。

电子行业中复合材料导热模型及机理研究进展

电子行业中复合材料导热模型及机理研究进展

电子行业中复合材料导热模型及机理研究进展近年来,电子行业中复合材料导热模型及机理的研究取得了显著进展。

电子行业中使用的很多设备,如电子芯片、散热器等,需要能够有效导热的材料来保持其正常运行温度。

而复合材料具有导热性能优异、机械性能良好等特点,因此成为了电子行业中非常重要的材料之一复合材料的导热模型研究主要集中在两个方面,即微观尺度和宏观尺度。

微观尺度的导热模型研究主要考虑了复合材料的结构特点,如纤维/基体界面、纤维的分布形态等因素对导热性能的影响。

研究结果表明,在纤维/基体界面强度较高的情况下,界面的热传导已经成为导热性能的主要瓶颈。

因此,通过增强界面的热传导,可以有效提高复合材料的导热性能。

此外,由于纤维在复合材料中的分布形态是不均匀的,因此还需要考虑纤维分布的非均匀性对导热性能的影响。

宏观尺度的导热模型研究主要考虑复合材料的整体导热性能。

研究者通过实验和数值模拟的方法,对不同形状和结构的复合材料进行测试和分析,以了解复合材料的导热特性。

研究结果表明,复合材料的导热性能主要受到热阻、热辐射、热对流等因素的影响。

在提高复合材料的导热性能时,可以通过改变材料的形状、增加散热表面积、提高热辐射和热对流等方式来实现。

此外,研究者还通过分析复合材料的导热机理,提出了一些改进材料导热性能的方法。

例如,改变材料的晶体结构、添加导热填料等方式可以改善材料的导热性能。

此外,研究者还探讨了导热界面材料的选择和改进方法,以提高复合材料的导热性能。

总的来说,电子行业中复合材料导热模型及机理的研究在理论和实践层面都取得了重要进展。

这些研究成果不仅对于电子器件的散热性能的改进具有重要意义,也为复合材料在其他领域的应用提供了新的思路和方法。

材料科学中的复合材料应用与优化设计方法

材料科学中的复合材料应用与优化设计方法

材料科学中的复合材料应用与优化设计方法现代科学技术的不断发展使得复合材料在材料科学领域中得到了广泛的应用。

复合材料具有优异的性能和多样化的结构,被广泛应用于航空航天、汽车、化工、电子等领域。

本文将介绍复合材料在材料科学中的应用以及优化设计方法。

复合材料是由两种或两种以上的材料通过物理或化学方法结合而成的材料。

它能够综合利用各种材料的优点,力学性能优异,密度小,具有良好的机械强度、强度-重量比、热稳定性和耐腐蚀性。

因此,复合材料在航空航天领域中得到广泛应用。

例如,航空航天飞机的结构件、外壳和气动部件等都广泛采用了复合材料制造。

复合材料具有高强度、高刚度和低密度的特点,可以减轻飞机重量,提高飞机的载荷能力和飞行速度。

除了航空航天领域,复合材料在汽车制造中也有重要的应用。

与传统金属材料相比,复合材料具有更好的抗冲击性和抗疲劳性能,可以有效提高汽车的安全性和耐久性。

同时,复合材料还能够降低汽车的燃油消耗,减少环境污染。

由于复合材料具有设计灵活性,可以根据不同的使用需求进行定制制造,因此在汽车行业中广泛应用。

在化工领域,复合材料可以应用于储罐、管道、化工设备等方面。

复合材料具有优异的耐腐蚀性和耐高温性能,能够有效地防止化学反应和溶液的渗漏。

此外,复合材料还可以应用于电子领域中的电子封装材料和导热材料。

复合材料的导热性能好,可以有效地提高电子设备的散热效果,保护电子元器件的稳定性和可靠性。

针对复合材料在材料科学中的应用,研究人员提出了优化设计方法,以进一步提高复合材料的性能。

首先,对于复合材料的制备过程,可以采用不同的制备方法,如层叠法、注射法和浸渍法等。

这些方法可以根据不同的复合材料结构和性能需求进行选择,以实现最佳的制备效果。

其次,利用数值模拟方法可以对复合材料的力学性能进行分析和优化设计。

通过建立复合材料的力学模型,可以预测复合材料在不同载荷条件下的应力、应变和变形等行为。

基于数值模拟,可以通过调整复合材料的结构参数,如纤维方向、层厚、界面层厚度等,来实现复合材料的优化设计。

复合片状银触点点焊银铜分层

复合片状银触点点焊银铜分层

复合片状银触点点焊银铜分层简介复合片状银触点点焊银铜分层是一种常见的电子元器件制造工艺,用于制作具有良好导电性和耐磨性的触点材料。

本文将详细介绍该工艺的原理、步骤和应用领域。

原理复合片状银触点点焊银铜分层的原理是利用焊接技术将银和铜两种材料层叠在一起,形成具有银铜分层结构的复合片状材料。

这种复合材料具有银的优良导电性和铜的良好机械性能,能够满足高频电流传输和耐磨损的要求。

步骤复合片状银触点点焊银铜分层的制作步骤如下:1.材料准备:准备银和铜两种材料的片状原料,要求材料纯度高,无杂质。

2.清洗处理:将银和铜原料进行清洗处理,去除表面的氧化物和污染物,保证焊接质量。

3.层叠组装:将银和铜片按照预定的层数和顺序进行层叠组装,形成复合片状结构。

4.热压焊接:将层叠好的银铜片放入热压机中,施加适当的温度和压力,使其在高温高压下焊接成一体。

5.冷却处理:将焊接好的复合片状材料进行冷却处理,使其固化成型。

6.切割加工:将固化好的复合片状材料进行切割加工,得到所需尺寸和形状的触点片。

7.表面处理:对切割好的触点片进行表面处理,如抛光、镀层等,提高其表面光洁度和耐腐蚀性。

8.检测质量:对制作好的触点片进行质量检测,包括导电性测试、机械性能测试等,确保其满足设计要求。

应用领域复合片状银触点点焊银铜分层广泛应用于电子元器件制造领域,特别是需要高频电流传输和耐磨性的场合。

以下是该工艺的几个典型应用领域:1.继电器:复合片状银触点点焊银铜分层常用于继电器的触点制作,能够保证继电器的高频响应和长寿命。

2.开关:复合片状银触点点焊银铜分层也可以用于开关的触点制作,能够提供稳定的导电性能和耐久性。

3.断路器:在断路器中,复合片状银触点点焊银铜分层能够承受高电流和频繁开关,保证断路器的正常运行。

4.接触器:接触器是工业自动化控制系统中常用的元器件,复合片状银触点点焊银铜分层能够提供可靠的接触性能。

5.汽车电器:在汽车电器领域,复合片状银触点点焊银铜分层常用于制作点火器、继电器等关键元器件。

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DOI:10.19392/j.cnki.1671-7341.201923155基于复合材料结构的电子元器件教具研究
李志威邢瑞山
广州民航职业技术学院飞机维修工程学院广东广州510800
摘要:由于电子元器件的体积较小,其实物讲解在电子线路课程教学中存在一定的局限性,不利于学生掌握电子元器件的实物特点。

本文研究利用复合材料结构,将电子元器件体积等比例放大,并保留其电特性,在实际教学中效果明显。

关键词:电子元器件;复合材料;玻璃纤维;环氧树脂
一、复合材料基本知识
复合材料定义为是:用经过选择、含有一定数量比的两种或两种以上的组分,通过人工复合,组成多相、三维结合且各相之间有明显界面、具有特殊性能的材料。

[1]
复合材料中,一相为连续相,称为基体;而另一相是分散相,称为增强体。

增强体的性能优越,会使材料的性能显著改善和和增强。

基体材料可以为树脂、金属、陶瓷等,增强体可以为碳纤维、玻璃纤维、陶瓷颗粒、晶须等。

[2-3]
复合材料具有优异的力学性能,各向异性和性能可设计性,制造成型的多选择性,良好的耐疲劳性能和抗腐蚀性等优点,在航空航天、汽车交通、船舶工程、建筑等多个领域都有广泛应用。

[4]
二、电子元器件在教学中的问题
对于电子线路这门学科,要求培养学生有较强的动手能力,这就需要从最基本的电子元器件入手,掌握其特点和测量方法。

以往对于其中电子器件的讲解,多采用的方法是多媒体教学,这样学生参与度不高,也不利于培养学生的动手能力。

如果采用实物教学,由于电子元器件体积较小,在其讲解过程中存在一定的局限性,不利于学生对电子元器件的识别。

比如色环电阻,其色环的特点,在实践教学中难以展示;再譬如数字芯片,其元件封装特点和型号信息,也难以通过实物进行讲解。

所以本文研究采用复合材料为基础,对一些电子器件的体积等比例放大,同时保留其电特性,使学生也能更直观认识元器件的特点,对其进行识别和应用。

三、利用复合材料制作电子元器件模型
由于电子元器件教具尺寸精度要求不高,可采用低温固化方法,模具可用高密度泡沫、木材或黏土等,复合材料采用树脂基复合材料,成型方法可以选择较简单的手糊成型法。

制作过程如下:
(1)元器件尺寸度量,确定模具尺寸和形状;
(2)模具制作:模具采用EPS泡沫外涂环氧树脂方式,便于成型和制作,模具内部预留元件安装位置,右图为制作好的电阻和电容模具

电阻电容模具图
(3)在模具上涂刷环氧树脂;
(4)铺设一层碳纤维织布,用刮刀压平织布,将气泡尽量排出,待自然固化;
(5)再重复步骤2和3,此层尽量平整,以达到整体尺寸要求;
(6)按实际元件外观进行外部喷涂,元件安装到位。

四、总结与展望
本文已经实现里电阻、电容和基本的数字芯片等电子元器件的教具模型制作,并且保留其电特性,在实际教学中可以直观的展示元器件的形貌特征,参数识别,以及元件的测量方法。

未来将制作等比例放大的电子线路,预计对于电子线路课程教学将有较大的促进作用。

参考文献:
[1]朱和国,张爱文.复合材料原理[M].北京:国防工业出版社,2013.
[2]冯小明,张崇才.复合材料[M].重庆:重庆大学出版社,2007.
[3]辛志杰.先进复合材料加工技术与实例[M].北京:化学工业出版社,2016.
[4]唐见茂.高性能纤维及复合材料[M].北京:化学工业出版社,2013.
基金项目:广州民航职业技术学院科研项目(17X0118)
作者简介:李志威(1984-),男,汉族,广东惠州人,硕士,讲师,主要研究方向为电路设计与测试。

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科技风2019年8月
机械化工。

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