Ép nhiệt tạo hình và hoàn thiện pin

Một phần của tài liệu Mô phỏng, thiết kế và chế tạo pin nhiên liệu không màng hoạt động dựa trên hiệu ứng chảy tầng trong kênh dẫn có kích thước Micro - Nano (Trang 70)

thiện pin

Như đã trình bày ở trên, trong phương pháp ép nhiệt ba lớp PMMA được đặt lần lượt lên trên một đế đốt nhiệt, với nhiệt độ tối đa mà đế có thể đốt là 500oC. Để tăng hiệu suất của quá trình ép nhiệt, ta tác dụng lên bề mặt của kênh dẫn một áp lực hợp lý.

Với hệ kênh được chế tạo bằng phương pháp cắt laser như trên, trong quá trình ép nhiệt, ta cần tác dụng lực theo hai phương: phương thẳng đứng từ trên xuống và theo phương ngang vào chính xác lớp

PMMA ở giữa như hình 5.9. Áp lực theo phương thẳng đứng là khoảng 1N/cm2=104Pa,

theo phương ngang là khoảng 1,25N/cm2=1,25.104Pa.

Quá trình đốt nhiệt cho đế được điều khiển bằng phần mềm WinFlipChip 1.2 Rev 018. Phần mềm này cho phép khống chế nhiệt độ chính xác theo thời gian đặt trước, điều chỉnh tốc độ gia nhiệt cho đế… Hình 5.10. là một quy trình đốt nhiệt trên đế, trong đó đường màu xanh đậm là đường nhiệt độ được thiết lập trước, đường màu xanh tươi là đường gia nhiệt trong thực tế, quá trình giảm nhiệt độ không trùng với đường thiết lập từ trước là do hệ thống làm lạnh của hệ ép nhiệt gặp trục trặc. Biểu đồ này được xây dựng dựa trên các tính chất của vật liệu PMMA và nhiều lần tiến hành thực nghiệm. Ta biết

F to Hình 5.8. Phương pháp ép nhiệt 1-Lớp mặt nạ, 2-Lớp kênh chữ Y, 3- Lớp nền 1 2 3

rằng vật liệu PMMA hóa dẻo ở 240-250oC, nhiệt độ ép được duy trì ở 220oC kết hợp với tác dụng áp lực lên kênh giúp cho kênh sau khi ép có chất lượng khá tốt, kênh hoàn toàn không bị biến dạng (do nhiệt độ ép thấp hơn nhiệt độ hóa dẻo) mà vẫn đảm bảo ba lớp của kênh được ép khuếch tán vào nhau thành một khối (do áp lực và dao động nhiệt của các phân tử PMMA đủ lớn). Các bước nhiệt độ trung gian có ý nghĩa làm ổn định cấu trúc của kênh khi ép, giảm được hiện tượng bọt khí xuất hiện ở các mặt tiếp xúc giữa các lớp của kênh.

Hình 5.9. Tác dụng áp lực trong quá trình ép nhiệt

Sau cùng pin được gắn các chốt dẫn truyền tại các vị trí lỗ khoan vào và ra. Các ống polyethylene được dùng để kết nối hệ bơm với pin.

Kết quả thu được hoàn chỉnh là các pin trên hình 5.12, toàn bộ hệ thống pin có hình chữ nhật kích thước 4cmx6cm. Mặt cắt ngang lòng kênh dẫn có tiết diện là hình chữ nhật, chiều dài khảo sát hiệu ứng của các chất lỏng là từ 30mm đến 40mm.

Một phần của tài liệu Mô phỏng, thiết kế và chế tạo pin nhiên liệu không màng hoạt động dựa trên hiệu ứng chảy tầng trong kênh dẫn có kích thước Micro - Nano (Trang 70)