有限元法(FEM)

分析和提高扫描离子电导显微镜的ta移液管配置的定位可靠性和准确性。

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 15:58
扫描离子电导显微镜( SICM )作为一种新兴的非接触式扫描探针显微镜技术,以其对软、黏性样品的原位检测能力强等特点,越来越多地应用于生物医学和材料相关研究。在SICM测量中,用吸管作为SICM探针扫描样品是扩展SICM多参数测量应用的有效方法。影响SICM测量中ta移液器使用可靠性和准确性的关键问题有两个,即安全反馈阈值和水平测量偏移量。本文针对SICM的θ吸管结构,通过有限元模拟和SICM实验,系统地研究了θ吸管的两个问题。有限元分析结果表明,Theta移液管一侧桶的安全反馈阈值在99.5 %以上,水平测量偏移量为探头尖端内径的~ 0.53倍。基于此,我们提出了一种改进的扫描方法,用于解决由于反馈阈值过于接近参考电流( 100 % )以及针尖半径级的测量误差所带来的可靠性和准确性问题。然后用SICM的改进方法对不同压印花样的聚二甲基硅氧烷( PDMS )样品进行测试,可以得出改进方法通过增加双桶逼近过程增强扫描可靠性,通过补偿一个偏移距离提高定位精度。本文的理论分析和改进的扫描方式展示了更多的Theta移液器的性能和使用细节,进一步提高了Theta移液器在SICM中多样化多功能应用的可靠性和准确性,以满足日益复杂和精确的研究需求。

分析和提高扫描离子电导显微镜的ta移液管配置的定位可靠性和准确性

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 15:53
扫描离子电导显微镜( SICM )作为一种新兴的非接触式扫描探针显微镜技术,以其对软、黏性样品的原位检测能力强等特点,越来越多地应用于生物医学和材料相关研究。在SICM测量中,用吸管作为SICM探针扫描样品是扩展SICM多参数测量应用的有效方法。影响SICM测量中ta移液器使用可靠性和准确性的关键问题有两个,即安全反馈阈值和水平测量偏移量。本文针对SICM的θ吸管结构,通过有限元模拟和SICM实验,系统地研究了θ吸管的两个问题。有限元分析结果表明,Theta移液管一侧桶的安全反馈阈值在99.5 %以上,水平测量偏移量为探头尖端内径的~ 0.53倍。基于此,我们提出了一种改进的扫描方法,用于解决由于反馈阈值过于接近参考电流( 100 % )以及针尖半径级的测量误差所带来的可靠性和准确性问题。然后用SICM的改进方法对不同压印花样的聚二甲基硅氧烷( PDMS )样品进行测试,可以得出改进方法通过增加双桶逼近过程增强扫描可靠性,通过补偿一个偏移距离提高定位精度。本文的理论分析和改进的扫描方式展示了更多的Theta移液器的性能和使用细节,进一步提高了Theta移液器在SICM中多样化多功能应用的可靠性和准确性,以满足日益复杂和精确的研究需求。

通过非均匀填料局部化降低导电胶的渗流阈值:蒙特卡罗模拟和实验研究

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 15:28
通过实验和计算模拟对镍基聚合物复合材料的电学和力学性能进行了优化研究。采用环氧树脂( ER )和聚二甲基硅氧烷( PDMS )的优化组合制备的聚合物共混物,使Ni的导电逾渗阈值( EPT )从7.9降低到3.7   vol %,复合材料的直流电导率提高了7个数量级。同时,由于PDMS的加入,复合材料的附着力提高了20 %,冲击强度提高了75 %。观察到的EPT还原效果是由导电Ni颗粒在ER相附近的择优定位决定的,具体是在ER / PDMS界面上。在复合材料制备之前,采用Monte Carlo方法对聚合物复合材料进行了模拟,并采用两种独立的方法对其进行了评价:( 1 )通过聚集数( Python脚本语言)考察了导电网络的生长情况;( 2 )通过有限元法( FEM,Digimat-FE 6.1 . 1 )计算了聚合物复合材料的电导率。计算模拟与实验测定的聚合物复合材料的EPT和电导率具有很好的相关性。