Abstract:
以镓为代表的液态金属微滴(LMDs)凭借其优异的流动性和导电性,已在医学影像、功能材料、柔性电子领域取得了一系列成就。目前主要采用超声波或搅拌器制备LMDs,但其尺寸不均一性导致在应用时存在性能不稳定和批量化困难等问题。声表面波凭借其非接触性、灵活性和可操控性等优势常被用于微尺度粒子分选领域。本文根据液态金属中的超声平面波的波动方程与理想媒质中的平面波波动方程比较,通过实验测量的方法采集了材料的纵波声速,基于实验参数利用理论推导和模拟仿真系统性地分析粒子在不同倾斜角度下声表面驻波(TaSSAW)装置中的运动情况。研究了不同外加声场条件和粒子物性参数对LMDs运动轨迹的影响,并将传统的固体粒子与LMDs的分选效果进行比较,结合表明外加声压和粒径大小对于微滴和固体粒子发生偏转的作用效果远大于粒子密度和固有声速的影响,通过借助球形粒子声辐射力作用的理论分别分析了不同粒子发生偏转的临界条件,并根据它们的运动规律优化通道结构和流速条件,以期实现更高效的微滴分选。声场对LMDs的作用规律对微通道内的设计和分选效果具有重要意义。
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Year: 2022
Language: Chinese
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