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粘合剂喷射高度柔性和导电石墨烯/PVOH复合材料的制造
摘要：当前的添加剂制造（AM）技术可以使用多种塑料，金属和陶瓷材料制造具有复杂几何形状的零件。目前，集成技术的进步有限，可以在同一部分打印不同的材料。键合零件需要进一步处理；它还创建了与应力浓度令人衰弱的界面。总体而言，零件性能受到损害。因此，在3D打印多物质和功能分级的零件中有值。在这里，报道了一种新型的粘合剂喷射方法，用于单步生产多物质和功能分级的零件。该方法将纳米颗粒墨水沉积在粘合剂中。陶瓷，聚合物或金属粉末必定会构建纳米复合材料。通过在打印过程中切换纳米粒子油墨，该过程构建了具有分级电导率和柔韧性的材料。为了演示该方法，制定了氧化石墨烯（GO）墨水，用于打印到聚乙烯醇（PVOH）粉末上。最终产品是一种GO/PVOH复合材料，具有电导率和高灵活性。该复合材料显示为超级电容器应用的高孔隙率材料。
锂离子电池的热失控：内部动力学、质量喷射和热量如何随电池几何形状和滥用类型而变化
锂离子电池的热失控可能涉及各种类型的故障机制，每种机制都有其独特的特征。使用分数热失控量热法和高速射线照相术，对三种不同几何形状的圆柱形电池（18650、21700 和 D 型电池）对不同滥用机制（热滥用、内部短路和钉子刺穿）的响应进行了量化和统计检查。确定了电池几何形状与其热行为之间的相关性，例如在钉子刺穿过程中，随着电池直径的增加，电池每安培小时的热量输出（kJ Ah − 1 ）会增加。高速射线照相术显示，与热滥用或内部短路滥用相比，钉子刺穿时电池内的热失控传播速率通常最高，其中随着直径的增加，传播速率相对增加。对于在相同条件下测试的特定电池模型，观察到热量输出分布，随着质量喷射的增加，热量输出呈增加的趋势。最后，使用嵌入在穿透钉中的热电偶进行内部温度测量被证明是不可靠的，因此表明在温度快速变化的情况下使用热电偶时需要小心。本文中使用的所有数据均通过 NREL 和 NASA 电池故障数据库开放获取。© 2022 作者。由 IOP Publishing Limited 代表电化学学会出版。这是一篇开放获取的文章，根据知识共享署名 4.0 许可条款分发（CC BY，http://creativecommons.org/licenses/ by/4.0/ ），允许在任何媒体中不受限制地重复使用作品，前提是正确引用原始作品。[DOI：10.1149/ 1945-7111/ac4fef ]
用于增材制造中耦合微流体-粉末动力学的多功能 SPH 建模框架：粘合剂喷射、材料喷射、定向能量沉积和粉末床熔合
许多增材制造 (AM) 技术都依赖于粉末原料，这些原料通过熔化或化学结合随后烧结形成最终部件。在这两种情况下，工艺稳定性和最终部件质量都取决于粉末颗粒和流体相（即熔融金属或液体粘合剂）之间的动态相互作用。本研究提出了一种通用的计算建模框架，用于模拟涉及热毛细管流动和可逆相变的耦合微流体-粉末动力学问题。具体而言，液相和气相与由基材和移动粉末颗粒组成的固相相互作用，同时考虑温度相关的表面张力和润湿效应。在激光-金属相互作用的情况下，快速蒸发的影响通过额外的机械和热界面通量来整合。所有相域都使用光滑粒子流体动力学进行空间离散化。该方法的拉格朗日性质在动态变化的界面拓扑背景下是有益的。在制定相变时要特别小心，这对于计算方案的稳健性至关重要。虽然底层模型方程具有非常通用的性质，但所提出的框架特别适用于各种 AM 过程的中尺度建模。为此，通过几个应用驱动的示例证明了计算建模框架的通用性和稳健性，这些示例代表了特定的 AM 过程，即粘合剂喷射、材料喷射、定向能量沉积和粉末床熔合。除其他外，它还展示了粘合剂喷射中液滴的动态影响或粉末床熔合中蒸发引起的反冲压力如何导致粉末运动、粉末堆积结构的扭曲和粉末颗粒的喷射。
日冕环中不对称纳米喷射的建模
背景。对日冕中重联喷流的观测正在成为研究难以捉摸的日冕加热的一种可能的诊断方法。这种喷流，特别是被称为纳米喷流的喷流，可以在日冕环中观察到，并且与纳米耀斑有关。然而，虽然模型成功地描述了导致喷流的双侧重联后磁弹弓效应，但观测表明纳米喷流是单向的或高度不对称的，只有相对于日冕环曲率向内移动的喷流才能清晰地观察到。目的。这项工作的目的是解决日冕环曲率在非对称重联喷流的产生和演化中的作用。方法。我们首先使用一个简化的分析模型，在该模型中，我们根据重联前磁场线与其重联后缩回长度之间的局部交叉角来估算重联后的张力，以达到新的平衡。其次，我们使用一个简化的数值磁流体动力学 (MHD) 模型来研究两个相反传播的喷流如何在弯曲的磁场线中演变。结果。通过我们的分析模型，我们证明了在重联后重组的磁场中，向内的磁张力本质上比向外的磁张力强（高达三个数量级），并且当缩回长度足够大时，存在一个向外的张力消失的状态，导致在可观测的大尺度上没有向外的喷流。我们的 MHD 数值模型为这些结果提供了支持，并且还证明在随后的时间演化中，向内的喷流始终更具能量。还发现小角度重联和更局部的重联区域的不对称程度会增加。结论。这项研究表明，日冕环的曲率在重联喷流的不对称性中起着重要作用，向内的喷流比相应的向外的喷流更容易发生，而且能量也更高。
TiNi™ 喷射器释放机制 (ERM)
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量子点自对准介电微球的光子喷射写入
量子点 (QDs) 能够产生非经典光态，是实现量子信息技术的非常有希望的候选者。然而，这些技术所要求的高光子收集效率可能无法达到嵌入在高折射率介质中的“独立”半导体 QD。本文介绍了一种新颖的激光写入技术，能够直接制造与电介质微球自对准的 QD（精度为 ± 30 纳米）。当使用 0.7 数值孔径的物镜时，微球的存在可使 QD 发光收集增强 7.3±0.7 倍。该技术利用激光破坏 GaAs 1-xNx:H 中 N-H 键的可能性，获得低带隙材料 GaAs 1-xNx。微球沉积在 GaAs 1 − x N x :H/GaAs 量子阱的顶部，用于产生光子纳米喷射，该光子纳米喷射可精确去除微球下方的氢，从而在距样品表面预定距离处创建 GaAs 1 − x N x QD。二阶自相关测量证实了使用此技术获得的 QD 发射单光子的能力。
量子点自发光子喷射写入
量子点 (QDs) 能够产生非经典光态，是实现量子信息技术的非常有希望的候选者。然而，这些技术所要求的高光子收集效率可能无法达到嵌入在高折射率介质中的“独立”半导体 QD。本文介绍了一种新颖的激光写入技术，能够直接制造与电介质微球自对准的 QD（精度为 ± 30 纳米）。当使用 0.7 数值孔径的物镜时，微球的存在可使 QD 发光收集增强 7.3±0.7 倍。该技术利用激光破坏 GaAs 1-xNx:H 中 N-H 键的可能性，获得低带隙材料 GaAs 1-xNx。微球沉积在 GaAs 1 − x N x :H/GaAs 量子阱的顶部，用于产生光子纳米喷射，该光子纳米喷射可精确去除微球下方的氢，从而在距样品表面预定距离处创建 GaAs 1 − x N x QD。二阶自相关测量证实了使用此技术获得的 QD 发射单光子的能力。
可编程机器人“转印和喷射”打印，适用于大型...
摘要 大型 3D 曲面电子产品是微电子行业的一种趋势，因为它们具有与复杂表面共存的独特能力，同时保留了 2D 平面集成电路技术的电子功能。然而，这些曲面电子产品对制造工艺提出了巨大挑战。在这里，我们提出了一种可重构、无掩模、保形制造策略，采用类似机器人的系统，称为机器人化“转移和喷射”打印，以在复杂表面上组装各种电子设备。这种新方法是一项突破性的进步，具有在复杂表面上集成刚性芯片、柔性电子产品和保形电路的独特能力。至关重要的是，包括转移印刷、喷墨打印和等离子处理在内的每个过程都是无掩模、数字化和可编程的。机器人化技术，包括测量、表面重建和定位以及路径编程，突破了 2D 平面微加工在几何形状和尺寸方面的根本限制。转移打印首先用激光从供体基板上剥离刚性芯片或柔性电子元件，然后通过灵巧的机器人手掌将其转移到曲面上。然后，机器人电流体动力打印直接在曲面上书写亚微米结构。它们的排列组合实现了多功能保形微加工。最后，利用机器人混合打印成功地在球形表面上制造了保形加热器和天线，在有翼模型上制造了柔性智能传感皮肤，其中组装了曲面电路、柔性电容和压电传感器阵列以及刚性数模转换芯片。机器人混合打印是一种创新的打印技术，可实现 3D 曲面电子产品的增材、非接触和数字化微加工。
粘合剂喷射 3D 打印 316L 不锈钢的性能
近年来，增材制造技术领域的发展呈指数级增长，为各个领域带来了诸多优势，包括材料种类繁多、几何自由度高、材料浪费少和实现速度快。对于金属而言，最发达的技术是粉末床技术，主要是基于熔合，最终结构通过激光或电子束加固。利用这些技术，可以实现接近传统金属的出色形状和密度。另一方面，在粘合剂喷射技术中，液体粘合剂滴的沉积使灰尘颗粒能够逐层连接，类似于 3D 打印。生产的部件必须经过脱脂和烧结工艺才能达到最终密度。大多数研究都是为了完善工艺参数以确保机械性能，但在腐蚀行为领域的研究却很少。