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CFRP层是导电的，绝缘层被打印在CFRP样品上进行紫外固化，固化后油墨的表面电阻率为8.2×10¹²Ω/sq，可以用于绝缘目的。绝缘层成功地防止银油墨和CFRP之间的互连。使用15×15mm²测试样品的银的电导率，其优化如下图4所示。在CFRP层压片上的纳米银粒子的 佳烧结条件为160℃烧结90分钟，纳米银粒子的导电性提高明显，与块体银相比，获得的 大块体电导率值为22.1%。

▲ 图4

图5a为打印在CFRP样品上的传感器的图像，图5b-d是打印的纳米银粒子油墨不同烧结阶段的SEM分析结果，烧结过程中由于纳米颗粒的团聚，粒径增加。在图5b中，样品没有经过任何热处理，墨水中纳米颗粒的实际形状和大小（约为50nm）。图5c为在160℃烧结处理30min，显示了粒径的增加。图5d在相同温度下热烧结处理90min。观察到样品的孔隙率从30分钟到90分钟的平均11.1%显著下降到2.80%，纳米颗粒的尺寸增大，平均直径为162.90nm，分布范围在117-297nm之间。

▲ 图5

随着烧结时间的延长，样品的附着力从3B等级提高到4B等级，同时由于纳米颗粒层内形成颈部，导致导电率增加，SEM图像如图5b。附着力对于打印特征的寿命至关重要，特别是当它暴露在外部恶劣的环境中时，可能会由于过度变形而导致缺陷或分层，有几个因素会影响印刷薄膜和基材在界面上的附着力有几个因素，如表面粗糙度、表面能和孔隙度等。15×15mm²测试样品的附着力如下图6所示。

▲ 图6

薄膜传感器 常见的缺点是传感器与主体结构的粘合不良。对于通过粘合剂层（例如，环氧基粘合剂、聚酯或氰基丙烯酸酯）连接到CRFP的薄膜传感器，传感器与CRFP之间的分层是信号故障的主要原因，嵌入式传感器直接嵌入CRFP，因此可以解决分层造成的问题，如图6所示，传感器与CRFP的4B附着力分类表明了优越的粘合性。通过喷墨打印技术成功地将传感器集成到CFRP中，烧结优化确保了高效制造高性能传感器。此外，通过使用功能性油墨，避免了传感器集成方面的脆弱性，也确保了整体结构的轻量化和降维性。传感器能够检测到加载和卸载过程中的应变变化，从而突出了与CRFP一起的实时监控性能。

结论

喷墨打印可以成功地作为一种将传感器直接嵌入CRFP上的技术，通过实时无损检测进行结构健康监测，喷墨打印将纳米银粒子成功地嵌入到碳纤维增强聚合物（CFRP）上制造了一个用于压阻式应变传感器，通过对喷墨打印参数进行优化，以产生在驱动期间具有可比导电性、附着力和性能的打印传感器， 大块体电导率为22.1%。嵌入式传感器实现了4B的附着等级，与使用粘合剂连接传感器相比，确保了传感器的优异粘合。应变计形式的传感器直接打印在CFRP样品上，可以提高传感器的保真度，并避免由于添加中间界面粘合剂层而导致的传感器退化。