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集成软热电的液晶弹性体，用于形状记忆驱动和能量收集
液晶弹性体 (LCE) 是一类由松散交联的聚合物网络组成的形状记忆聚合物，在从向列相到各向同性相的转变过程中表现出可逆的形状变化。[1] 由于它们具有类似肌肉的工作密度和收缩应变 [10–14]，并且能够打印或图案化为各种几何形状，它们已越来越广泛地用作软体机器人、[2–4] 可穿戴计算和触觉 [5,6] 和形状变形物质 [7–9] 中的执行器。[15,16] 在大多数机器人和工程应用中，基于 LCE 的执行器使用外部热源进行热刺激，或通过焦耳加热使用集成线或嵌入式渗透粒子网络进行电刺激。先前的研究主要集中在通过焦耳加热来加热 LCE，[6,12,13,17,18] 其中许多应用使用液态金属[19–21] 和波浪电子[12,13,22,23] 作为加热元件。然而，这些方法的一个关键限制是它们依赖于开环加热和被动冷却。这导致温度变化缓慢，并且对控制 LCE 执行器响应速度和曲线的能力有限。具体而言，由于 LCE 的热导率低至 0.3 W m − 1 K − 1[20]，导致驱动速度可能很慢；由于热传递是通过对流而不是传导进行的，冷却速度受到极大限制。后者导致冷却时间可能需要激活时间的 5 倍[12,24] 10 倍[13] 甚至 50 倍[25] 才能使 LCE 在环境条件下冷却并恢复到其原始状态。此外，由于温度升高幅度更大，更快的驱动速度需要更长的冷却时间。[25] 为了减少加热时间，人们嵌入了液态金属液滴等软填料来提高这些结构的热导率。[6] 冷却时间的问题仍然存在，加热和冷却时间的差异取决于传导（加热）和对流（冷却）之间传热速率的差异；需要更智能的方法来解决这个问题。最近有人努力通过新的刺激方法来提高 LCE 执行器的速度和控制，[26] 尽管其中大多数方法都会引入显着的机械
使用反应膜进行电子应用的快速局部焊接
摘要 — 快速局部加热技术允许连接对温度敏感的材料和组件，而不会出现高温焊料回流工艺中常见的热损伤。这对于制造热膨胀系数差异较大的材料组件也很有利，不会产生弯曲或开裂。使用夹在焊料预制件之间的放热反应箔是一种很有前途的局部快速焊接工艺，因为它不需要任何外部热源。反应箔由交替堆叠的 Ni 和 Al 纳米层形成，直到达到总膜厚度。一旦使用外部电源激活薄膜，就会发生反应并释放出一定量的能量，这些能量会转移到焊料预制件上。如果这个能量足够高，焊料预制件就会熔化并确保组件材料之间的粘合。研究了施加的压力、反应膜 (RF) 厚度以及焊料和附着材料的化学成分和厚度的影响。结果表明，工艺过程中施加的压力对接头初始质量有很大影响，当压力值在 0.5 到 100 kPa 之间时，空洞率从 64% 降至 26%。这可以通过在较高压力下焊料流动性改善从而带来更好的表面润湿性并消除空洞来解释。另外，一旦焊料熔化时间增加，接头质量就会改善。当反应箔的厚度增加（额外的感应能量）或焊料、Cu 和/或 Si 的厚度减少（更少的能量消耗）时可以观察到这种关系。由于冷却速度高，与在炉中使用传统焊料回流工艺获得的结构相比，使用 RF 实现的 AuSn 接头的微观结构显示出非常细的相分布。在 100 kPa 压力下，对组装在活性金属钎焊基板上的 350 mm 厚硅二极管进行剪切试验，以评估接头的机械性能。RF 厚 60 mm，夹在两个 25 mm 厚的 96.5 Sn 3 Ag .5 Cu (SAC) 预制件之间。测试样品的空隙率约为 37%，剪切强度值超过 9.5 MPa，远高于 MIL-STD-883H 要求。最后，将工艺对组装二极管电气性能的影响与常用的焊料回流组件进行了比较，结果显示变化可以忽略不计。