一种喷墨打印微结构换能元及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种喷墨打印微结构换能元，其特征在于：喷墨打印微结构通过如下过程制得：换能元导电墨水通过喷墨打印的方式沉积在基底材料上，经过烧结得到换能元；换能元电阻计算公式为r＝ρl/s，烧结工艺固定时电阻率ρ值一定，截面积s为桥区厚度与宽度乘积，l为桥区长度，厚度与打印层数正相关，打印层数增多厚度增大，因此换能元电阻与桥区图案长宽比成正比，与打印层数负相关，打印层数增多电阻减小，通过调整换能元打印层数和尺寸得到不同电阻值的换能元。2.根据权利要求1所述的喷墨打印微结构换能元，其特征在于：所述的导电墨水包括纳米银墨水、纳米铜墨水或碳基墨水。3.根据权利要求1所述的喷墨打印微结构换能元，其特征在于：所述的基底材料为双氧硅片、陶瓷基片、玻璃片或聚酰亚胺材料。4.一种喷墨打印微结构换能元的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：将基底材料在去离子水和乙醇液体中分别超声15min，取出烘干；步骤2：对基底材料进行表面处理，提高换能元薄膜与基底材料的结合力；步骤3：将导电墨水加入打印机墨盒，按照设计好的图案进行喷墨打印换能元薄膜；步骤4：将打印好的换能元在100～1000℃下烧结0.5～2h，即可得到微结构换能元。5.根据权利要求4所述的喷墨打印微结构换能元的制备方法，其特征在于：基板加热温度设置在0～60℃，喷墨间距设置在5～45μm，喷头温度设置在20～65℃，压电波形为双方波，压电电压设置在10～40v，打印层数为1～5层，层与层间打印间隔在0～30min，预固化时间为10～50min。6.根据权利要求4所述的喷墨打印微结构换能元的制备方法，其特征在于：导电墨水的电阻率在2～20μω
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cm，导电质的含量在10％～65％。7.根据权利要求4所述的喷墨打印微结构换能元的制备方法，其特征在于：微结构换能元的桥膜厚度为2～10μm，桥膜尺寸为1.8*1.5mm，桥区部分长为100～400μm、宽为100～150μm。8.根据权利要求4所述的喷墨打印微结构换能元的制备方法，其特征在于：微结构换能元的电阻可根据打印图案的设计调整，其电阻范围为1～10ω。

技术总结
本发明公开了一种喷墨打印微结构换能元及其制备方法，该方法使用喷墨打印将导电墨水按照设计的换能元图案沉积在基底材料上，经过烧结即可得到微结构换能元，本发明的微结构换能元制备工艺简单，能够同时实现材料沉积与形状控制，换能元一次成型，具有高效、低成本及高材料利用率的优点。材料利用率的优点。


技术研发人员：朱顺官 李林 易镇鑫 张琳 李燕
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2022/4/5