噴墨打印墨滴成形機理及其在含能領域應用進展

李春燕，李晨陽，李敏杰，安崇偉，2，葉寶云，2，王晶禹，2

（1. 中北大學 環境與安全工程學院，山西 太原 030051；2. 山西超細粉體工程技術研究中心，山西 太原 030051；3. 太原工業學院 環境與安全工程系，山西 太原 030008）

0 引言

噴墨打印，作為增材制造的新興技術，是一種非接觸、加法式、無掩模的低成本制造方法，是集噴射工藝、離散堆積數控制造及計算機輔助設計于一體的先進精細微加工制造技術［1-2］。噴墨打印實質是一種液相材料沉積技術，其核心是噴墨打印頭，當施加外部電壓時，充滿液體的腔室收縮，這種突然的體積減少會在墨水中產生壓力波，使定量化的墨滴由噴孔處有規律地噴射在指定的基板上。噴墨打印的逐層堆積、直接寫入特性允許沉積多種功能材料，制造多用途的薄膜，自由成型制備各種復雜的圖案，具有材料利用率高、小尺度沉積、圖案化設計、工藝簡單、成本低、分辨率高、可以擴展到大面積制造等突出優點［3-4］。近年來，噴墨打印技術在微納結構的功能材料制造領域應用廣泛。在新能源領域，如太陽能電池、燃料電池等［5-6］，該技術可提供均勻、致密且高效率生產的微納米級薄膜；在電子器件領域，該技術可用于制備微納米級晶體管、電容器和顯示屏［7-9］；在生物醫藥領域，可制備生物水凝膠傳感器［10］；在陶瓷領域，可以制備多種納米級陶瓷器件［11-12］。噴墨打印的高精度制造和材料的普適性為其在含能材料微制造領域的廣泛應用提供了可能。

現代微型化、智能化武器系統的發展對火炸藥裝藥提出了更高的要求，例如含能材料的納米化、裝藥的微尺度化、結構復雜化等［13］。……