Abstract:
液态金属具有良好的导电性、导热性和流动性。微滴形态的液态金属具有微小体积和高比表面积等优势,其分散于弹性基质中可实现微型电子器件的柔性化和高效热管理,为此需要实现液态金属液滴的高效制备和尺寸精确可控。本文对微通道中液态金属液滴在不同粘度连续相中的生成过程进行了实验研究。研究了两相粘度比改变对液态金属液滴生成模式转变的影响规律,讨论了挤压模式和滴流模式下连续相的流场流动特性,确定影响液滴生成的主要作用力,分析了快速断裂阶段颈部宽度变化及界面形貌演化规律,最后提出液滴体积预测公式。结果表明,微通道中的液态金属液滴生成呈现挤压、过渡和滴流三种模式。相比挤压模式,滴流模式下液滴受到的连续相挤压力减弱,粘性剪切力发挥了更重要的作用。同时较高粘度的连续相施加给液滴的粘性剪切力更大,使得液态金属液滴体积减小,有利于滴流模式的产生。该研究可以突破当前基于液态金属液滴的前沿应用在控制精度和可靠性上的关键瓶颈,推动柔性化和微型集成化器件的进一步发展和应用。
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Year: 2022
Language: Chinese
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