润湿性和黏附力的影响因素

GIN墨水是一种非牛顿流体［6］，镍粉添加比例越高，流动性越低，黏度越大。图9.8a和9.8b分别显示了GaIn24.5合金和GIN墨水在打印纸上的润湿性能。显然，后者润湿性更好，铺展面更加均匀光滑。图9.8c和9.8d分别是涂覆了厚度为10 μm和20 μm的GIN墨水的打印纸的横截面图像，可以看出，GIN墨水厚度一致。当GaIn24.5墨水被印在打印纸上时，由于表面张力高，液态金属易于团聚形成液滴，如图9.8e所示，而GIN墨水能很好地解决这一问题，如图9.8f所示。图9.8g和9.8h为使用GIN墨水结合模板在打印纸上印制的具有多个锐角或光滑圆弧的复杂图案。

图9.8　GaIn24.5和GIN墨水在打印纸上的润湿性比较［6］

a.GaIn24.5在打印纸上的铺展形态；b.GIN在打印纸上的铺展形态；c.涂覆10 μm厚度GIN墨水的打印纸横截面扫描电镜图像；d.涂覆20μm厚度GIN墨水的打印纸横截面扫描电镜图像；e.在打印纸上印刷的GaIn24.5导线；f.在打印纸上印刷的GIN导线；g、h使用GIN墨水在打印纸上印制的具有许多锐角和光滑圆弧的图案。(www.xing528.com)

为了进一步评估GIN墨水的高黏附性［6］，将打印机纸黏贴在支撑板上，在倾斜的纸面上放置等量的GaIn24.5和GIN液滴，结果如图9.9a和9.9b所示。当打印纸倾斜到30。时，GaIn24.5液滴开始滑落，而GIN液滴则一直黏附在打印纸上，即使倾斜角度超过90°，GIN液滴也不会滑落。此外，如图9.9c所示，将一张空白的纸条浸入充满液态金属的试样池中，然后反方向拉回纸条，直到纸条与液态金属分离，测量这一过程中拉力的变化。纸条最初浸没深度为1.5 mm、2.5 mm和3.5 mm，液态金属分别为GaIn24.5墨水和GIN墨水，测量结果如图9.9d和9.9e所示。拉纸时所获得的最大拉力可以看作是样品和纸之间的黏附关系的定量测量，在3个浸入深度中，GIN的拉力值都远大于GaIn24.5墨水的拉力值。

图9.9　GaIn24.5和GIN在打印纸上的黏附性比较［6］

a.纸坡度角为30°时GaIn24.5液滴开始滑落；b.打印纸倾斜度数从0°到180°后，GIN液滴依然黏附在打印纸上；c.黏附力测量装置示意；d.相同条件下，GIN和GaIn24.5墨水的黏附功移动距离曲线；e.不同浸没深度下GIN和GaIn24.5墨水所测得最大黏附力（*：P＜0.05，**：P＜0.01）。