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摘要：納米纖維隨著納米技術(shù)的發(fā)展越來越引起關(guān)注，因其良好的性能，它可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥，民用，軍工等方面。本文利用COMSOL Multiphysics有限元模擬軟件對單針頭靜電紡絲裝置的電場和電勢分布進(jìn)行了模擬分析，得出了單針頭靜電紡絲裝置電勢和電場強度分布圖。在一定范圍內(nèi)，電場強度越大，制備出的纖維質(zhì)量越佳。根據(jù)COMSOL Multiphysics有限元模擬軟件的模擬結(jié)果，得到：電場強度最大值與電壓成正比，隨著電壓的增大，電場強度最大值也在增加；而當(dāng)接收距離為13cm和17cm時，電場強度最大值較大。將模擬結(jié)果與實驗經(jīng)驗相結(jié)合，選取電壓值分別為16kV、18kV及20kV；接收距離選取13cm和17cm進(jìn)行纖維膜的制備。利用掃描電鏡對纖維膜的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測，得到當(dāng)電壓為18kV，接收距離為17cm時，制備出的纖維分布均勻，平均絲徑較小，紡絲較為理想。 關(guān)鍵詞：靜電紡絲；納米纖維；電磁場模擬；COMSOL Multiphysics
目錄 摘要 ABSTRACT 第一章 緒論-1 1.1 研究背景-1 1.2 靜電紡絲的研究現(xiàn)狀-2 1.2.1 靜電紡絲工藝的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢-2 1.2.2 靜電紡絲設(shè)備的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢-3 1.2.3 靜電紡絲技術(shù)實驗研究現(xiàn)狀-4 1.2.4 靜電紡絲電場模擬的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢-5 1.3 本課題研究的目的、內(nèi)容和意義-6 第二章 靜電紡絲數(shù)值模擬-8 2.1 COMSOL Multiphysics軟件介紹-8 2.2 靜電紡絲參數(shù)的設(shè)定-9 2.3 靜電紡絲參數(shù)設(shè)定-10 2.3.1 幾何參數(shù)的設(shè)定-10 2.3.2 材料設(shè)定-11 2.3.3 介電常數(shù)設(shè)定-11 2.3.4 載荷設(shè)定-11 2.3.5 網(wǎng)格劃分-12 2.3.6 求解器選擇-12 2.4 實驗?zāi)M結(jié)果-13 2.4.1 電場有限元計算原理-13 2.4.2 靜電紡絲電勢分布-15 2.4.2 靜電紡絲電場強度分布-16 2.5 實驗條件對電磁場的影響-17 2.5.1 電壓對電磁場的影響-17 2.5.2 噴絲管到負(fù)極板的間距對電磁場的影響-18 2.6 小結(jié)-19 第三章 靜電紡絲實驗研究-20 3.1 實驗部分-20 3.1.1 主要儀器設(shè)備-20 3.1.2 物理表征手段-20 3.1.3 實驗主要原料與試劑-22 3.1.4 實驗方法-23 3.1.5 纖維直徑測試方法-24 3.2 實驗結(jié)果與分析-24 3.3 本章小結(jié)-28 第四章 總結(jié)與展望-30 4.1 總結(jié)-30 4.2 展望-30 參考文獻(xiàn)-31 致 謝-33 |
