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投影式光固化打印压电材料的近期研究进展

发布时间:2022-07-08      点击次数:75

压电材料是受压力作用时会在相对表面两端界面之间产生电压的晶体材料,可适用于换能器,传感器驱动器声纳手机和机器人等应用。相较于其他3D打印制备技术,投影式光固化3D打印技术,尤其是PµSL,在打印速度和分辨率方面有明显的优势((26,000 mm2h-1, 10 μm),挤出式(0.2–113 mm2 h-1, 10–120 μm),气溶胶喷射(19–5,600mm2 h-1,100 μm),多工艺协作制备( multiprocesstechniques)11 mm2 h-1,100 μm)本文整理了近年间期刊上压电材料的相关研究进展,供大家参考,如对这个方向感兴趣,欢迎和我们联系,一起探讨光固化打印压电材料的技术和应用。


Nature Electronics:PµSL制备价态可控的多材料压电器件


一句话总结:采用PµSL的技术打印3D结构,然后选择性沉积一种或多种材料(金属、陶瓷、半导体材料等)在已打印的3D结构的任意指.定位置,实现了价态可控的3D压电器件的制备。论文信息:Hensleigh R., Cui  H. C.  , Xu  Z. P.,   Massman J., Yao D. S.,,Berrigan J. and X. Y. Zheng . Charge-programmed three-dimensional printing formulti-material electronic devices. Nature Electronics (2020). https://doi.org/10.1038/s41928-020-0391-2。


Nature Materials: 3D 打印制备智能压电材料


一句话总结:采用3D打印技术,快速打印任意结构的压电三维材料,实现电压在任意方向可放大、缩小及反向的特性。
论文信息H.C. Cui, R. Hensleigh, D. S. Yao, D.Maurya, P.Kumar, M. G. Kang, S. Priya and X. Y. Zheng. Three-dimensional printing of piezoelectricmaterials with designed anisotropy and directional response.Nature Materials 18, (2019) 234–24.  https://doi.org/10.1038/s41563-018-0268-1。


Materials and Design: DLP 3D打印制备压电耳机


一句话总结:采用DLP 3D打印技术制备压电声学传感器并封装在集成电路中。实验结果表明:该传感器薄膜厚度可减至35微米且具有可调节的共振频率。论文信息:Tiller B., Reid A., Zhu B. T., Guerreiro J.,Domingo-Roca R., Curt Jackson J. C. and Windmill J.F.C.. Piezoelectricmicrophone via a digital light processing3D printing process. Materials andDesign 165 (2019) 107593. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107593。


Procedia CIRP: 聚合物基压电可光固化树脂制备压电材料


一句话总结:采用PµSL制备高聚合物基压电材料,该材料是以PVDF(聚偏二氟乙烯)35%(体积分数)与光固化树脂混合制备而成,压电电压系数为105.12 × 10-3 V∙m/N。
论文信息:Chen X. F., Ware H., Baker E., Chu W. S.,Hu J. M. and Sun C. The development of an all-polymer-based piezoelectricphotocurable resin for additive manufacturing. Procedia CIRP 65 (2017) 157 –162. https://doi.org/10.1016/j.procir.2017.04.025。

ACS Nano:3D打印制备复合纳米压电材料


一句话总结:采用DLP-3D打印技术制备了复合纳米压电材料(BTO-PEGDA)。实验结果表明:优化的纳米BTO颗粒掺杂制备的压电材料介电系数是无优化掺杂的压电材料的十倍以上,且应变转换效率也远超于掺杂碳纳米管制备的压电复合材料。论文信息:Kim.K, Zhu W. Qu X., Aaronson C., McCall W. R.,Chen S.C. and Sirbuly D.J. 3D optical printing of piezoelectric nanoparticle-polymer compositematerials. ACS Nano, 2014. 8(10) 9799-806. https://doi.org/10.1021/nn503268f.