實驗名稱：毛細浸潤過程實驗測試

　　測試目的：本章設計並搭建了電噴射打印實驗系統，對所制備的矽尖打印頭進行打印測試。該打印系統主要包括龍門式多維伺服運動平台、高壓信號發生裝置、視覺成像系統、注射與管道系統和矽尖打印頭等。在搭建好的實驗系統的基礎上，配制不同打印溶液，對所設計制作的矽尖打印頭進行實驗測試。

　　毛細浸潤爲整個是打印過程提供墨水的供應工作。良好的毛細浸潤效果可以保證整個打印過程的連續性，因此探究整個毛細浸潤效果至關重要。

　　測試設備：高壓放大器、信號發生器、微量注射泵、納米矽尖等。

　　實驗過程：

　　圖1：電噴射打印過程流程圖

　　精密三维打印平台系统主要组成部分有：XYZ三维运动系统、高壓信号发生装置、视觉成像系统、注射与管道系统和硅尖打印头。电噴射打印过程的流程图如图1所示，打印墨水通过精密微量注射泵实现供给，最小进给速率可达0.764nL/min。打印接收板为采用标准MEMS清洗工艺清洗干净的厚度为220μm的双抛单晶硅片，并通过导电胶带将其固定在接收法兰盘上。接收法兰盘是通过X-Y轴微动平台做往复运动，最大行程100mm，重复定位精度1μm，有效的保证打印图形的精度。运动平台的运动控制由控制柜实现，通过输入逻辑代码可以实现不同的运动轨迹。针尖打印头与接收基板分别接脉冲高壓正负电极上，而脉冲高电压是通过信号发生器和高壓放大器两个设备协调控制实现的。

　　實驗中以4wt%的PEO水溶液作爲測試溶液，測試了實驗中制備出的矽尖打印頭的整個毛細浸潤過程。如圖2所示，開始PEO通過精密微量注射泵以0.764nL/min的流量輸送入矽杯儲墨池中，接著PEO溶液在自身毛細力的作用下克服自身的粘滯力、表面張力及重力的作用沿著矽尖側壁向矽尖頂端爬升，如圖2（b）；最後矽尖頂端的液膜在毛細力、表面張力、粘滯力及重力的作用下達到穩定，如圖2（c）。

　　圖2：毛細浸潤實驗圖（a）初始狀態（b）毛細浸潤過程（c）液膜穩定階段

　　實驗結果：

　　首先根據電噴射打印的原理，搭建了精密三維打印平台系統，然後在搭建好的實驗系統的基礎上，完成了矽尖打印頭的細浸潤實驗測試。結果表明，經過紫外臭氧表面改性後的矽尖具有良好的浸潤效果，能爲後續的打印過程供應墨水，保證打印過程的連續性。

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