柔性傳感器是智能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，但其介電層制備中傳統(tǒng)方法難以精準(zhǔn)調(diào)控鐵粉分布，制約了傳感器性能提升。聲學(xué)流技術(shù)因非接觸、高精度等優(yōu)勢(shì)可實(shí)現(xiàn)液態(tài)介質(zhì)顆粒精準(zhǔn)排布，本研究提出基于該技術(shù)的Fe/硅膠復(fù)合介電層調(diào)控方法，先通過COMSOL仿真分析75.49kHz頻率下聲學(xué)流對(duì)液態(tài)硅膠中鐵粉的驅(qū)動(dòng)作用，再經(jīng)25wt%鐵粉液態(tài)硅膠實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了技術(shù)的有效性，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合介電層形貌調(diào)控。

　　實(shí)驗(yàn)名稱：聚集鐵粉的聲學(xué)流實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)原理：通過信號(hào)發(fā)生器和功率放大器驅(qū)動(dòng)超聲換能器，使超聲針在75.49kHz頻率下產(chǎn)生振動(dòng)，在鐵粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25wt%的液態(tài)硅膠中形成特定聲學(xué)流場(chǎng)，利用聲學(xué)流的驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)鐵粉向超聲針區(qū)域定向聚集，同時(shí)結(jié)合超聲針振動(dòng)幅度與聲學(xué)流影響范圍的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)Fe/硅膠復(fù)合介電層導(dǎo)電顆粒分布及表面形貌的精準(zhǔn)調(diào)控。

　　實(shí)驗(yàn)框圖：

　　實(shí)驗(yàn)實(shí)拍圖：

　　實(shí)驗(yàn)過程：先搭建包含信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、超聲換能器等設(shè)備的聲學(xué)流實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將超聲針粘接在蘭杰文振子金屬激振面并插入鐵粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25wt%的液態(tài)硅膠中，設(shè)定超聲針工作頻率為75.49kHz、信號(hào)發(fā)生器輸出電壓10V，通過調(diào)整功率放大器放大倍數(shù)改變超聲換能器兩端電壓及超聲針激發(fā)點(diǎn)P振幅，通電后觀察不同時(shí)段液態(tài)硅膠中鐵粉的集聚過程，待集聚穩(wěn)定后斷電，最終測(cè)定經(jīng)聲學(xué)流調(diào)控的Fe/硅膠復(fù)合介電層相對(duì)介電常數(shù)并分析超聲針振動(dòng)幅度與聲學(xué)流影響范圍的關(guān)系。

　　應(yīng)用方向：高性能柔性電容傳感器制備、可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備、機(jī)器人觸覺系統(tǒng)、其他柔性電子器件的復(fù)合材料調(diào)控、醫(yī)療仿生傳感設(shè)備

　　產(chǎn)品推薦：ATA-2000系列高壓放大器

圖：ATA-2000系列高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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