Akıllı şehrin hızlı gelişimi ile, Sanayi 4.0 ve nesnelerin interneti, piyasada RFID akıllı kimlik ürünleri için büyük bir talep var. RFID (radyo frekansı ile tanımlama), radyo frekansı tanımlama teknolojisi olarak da bilinir, temassız otomatik veri toplama teknolojisi ve nesnelerin internetinin temel teknolojilerinden biridir. En büyük özelliği bilgi toplama hızının hızlı olmasıdır., mekanik veya optik temas gerekmez, kablosuz iletişim teknolojisi ile tamamen tamamlar, aynı anda bir saniyede yüz binlerce nesne bilgisi toplayabilir, bilgi toplama doğruluğu yüksektir. Şu anda, bu teknoloji hemen hemen tüm alanlarda yaygın olarak kullanılmıştır, lojistik depolama gibi, ulaşım, güvenlik anti-kalpazanlık, mobil ödeme ve benzeri.
1. Araştırma durumu
Amerika Birleşik Devletleri RFID etiket uygulamasının aktif bir organizatörü, hangi RFID standart kuruluş alanında dünya yol açar, yazılım ve donanım teknolojisi geliştirme ve uygulama. Avrupa RFID standartları, AMERIKA Birleşik Devletleri tarafından yönetilen EPCglobal standardına uygundur. Avrupa ve Amerika ülkelerinde RFID'nin araştırma ve geliştirmesi esas olarak standart, talaş imalatı, okuyucu üretim ve sistem entegrasyonu. Çin RFID çıkartmaları dünyanın en büyük tedarikçisi, ve RFID çıkartmaları hesaplarının toplam üretimi hakkında 60% dünyanın. Özellikle yüksek frekanslı RFID çıkartmaları için, Çin temelde yongaları antenler için tüm yerelleştirme fark etti.
RFID sisteminin yaygınlaşmasının ana darboğaz fiyat, RFID etiketinin boyutu ve çevresel uyarlanabilirliği. Şu anda, RFID etiket bakır tel sargı yöntemi ve alüminyum folyo gravür yöntemi ile üretilmektedir, ve seramik sinterleme yöntemi temelde kullanılır. Sık karşılaşılan sorunlar aşağıdaki gibidir::
(1) Çevre kirliliği;
(2) Etiket alt katmanı tektir ve uygulama alanı sınırlıdır;
(3) Üretim verimliliği düşüktür;
(4) Etiket boyutu büyük;
(5) Yüksek maliyet;
(6) Üretim doğruluğu düşüktür.
Son birkaç yıl içinde, yurtiçinde ve yurtdışında birçok araştırma kurumları iletken gümüş macun ile ekran baskı RFID etiket düşük maliyetli elde etmek için en etkili teknoloji olduğuna inanıyoruz, Minyatür, yüksek hassasiyet, güçlü adaptasyon ve büyük ölçekli üretim. Görüntü çoğaltma alanında baskı teknolojisi yüksek hız ile karakterize olmasına rağmen, yüksek verimlilik, ince çizgiler ve doğru baskı, iletken gümüş macunun kötü iletkenliği ve iletken mekanizmanın sınırlandırılması nedeniyle, sadece yüksek gümüş içerikli iletken gümüş macun ve düşük tel numara ekranı kullanılabilir, mürekkep viskozitesi gibi düzinelerce faktörden etkilenen, Genişletilebilir -lik, Akışkan, kazıma basıncı, ekran germe ve ekran teli paraziti, Baskılı RFID etiket tel yapısı deformasyonu, kaba sınır, kısa devre ve açık devre, gerçek radyasyon verimliliği ve teorik radyasyon verimliliği çok farklı. Özetlemek gerekirse, bir yandan, RFID elektronik etiket pazarının talebi giderek daha güçlü. Diğer yandan, RFID elektronik etiket üretim teknolojisi hala düşük verimlilik gibi sorunlar var, yüksek maliyet, çevre kirliliği, tek substrat, vb. piyasa talep ve arz arasındaki çelişkiyi kırmak için yeni üretim teknolojisi ihtiyacı.
1.1 eğilim ve talep analizi
Sir Andre Haim ve Sir Konstantin Novo Seaan Love tarafından yüksek iletkenlik ile grafen malzemelerin başarılı gelişimi ile, İngiltere'deki Manchester Üniversitesi Nobel ödülü sahipleri, grafen fiyatının düşmesi ve ürün kalitesinin iyileştirilmesi, downstream ürünlerinin uygulama araştırmasını büyük ölçüde teşvik, iletken çizgiler gibi grafen elektronik ürünlerin çeşitli gibi, Sensör, tıbbi monitörler, vb. Grafenin mikro topolojik yapısı nedeniyle, yüksek iletkenliğe sahiptir. Grafenin iletken mekanizması gümüş parçacıklarından farklıdır..
1.2 Avantaj -ları
Toz grafen ile dolgu kompozit iletken macun hazırlanmasında iki avantajı vardır
(1) Güçlü uyumluluk. Grafen macunu plastik film gibi hemen hemen tüm yüzeylere basılabilir, kağıt, Seramik, pamuklu bez, ahşap, vb.
(2) Yüksek maliyet performansı. Mevcut iletken gümüş macun ile karşılaştırıldığında, grafen bulamacı daha iyi iletkenlik ve daha yüksek maliyet avantajına sahiptir. Grafen üretim teknolojisinin gelişmesi ve maliyetin düşmesi ile, grafen iletken macun yavaş yavaş pazar payı işgal edecek. İletken macun alanında grafenin pazar ölçeğinin 200 milyon yuan tarafından 2020.
Şu anda, bazı yabancı RFID sistem üreticileri grafen macun ile RFID elektronik baskı yeniden başladı
Anahtar teknolojiler ve etiketlerin sanayileşmesi üzerine araştırmalar, bgtmaterials Limited gibi (BGTM) İngiltere'de.
Ancak, bu teknolojinin endüstriyel araştırma ve geliştirme yürütmek için başka yerli şirketler vardır.
Şu anda, Çin'in grafen üretim kapasitesi hızla büyüyor, ve birçok büyük ölçekli grafen üreticileri vardır. Örneğin, Ningbo Moxi Teknoloji A.Ş., Ltd., Chongqing mohi Teknoloji A.Ş., Ltd., HONGNA Yeni Malzeme Teknolojisi A.Ş., Ltd., Jinan Moxi Yeni Malzeme Teknolojisi A.Ş., Ltd., Suzhou gerifeng Nano Teknoloji A.Ş., Ltd., Nanjing Xianfeng Nano Teknoloji A.Ş., Ltd., Changzhou 2D Karbon Teknolojisi A.Ş., Ltd., bunların hepsi üretebilir 100 yılda grafen ton.
Çin'in Nesnelerin İnterneti'nin piyasa umudu ve yatırım fırsatları na ilişkin Araştırma Raporu'na göre 2017-2022 Çin İş Endüstrisi Araştırma Enstitüsü tarafından yayımlanan, Çin'in RFID pazarının ölçeği ulaşacak 60 milyar yuan içinde 2018.
Buna dayanarak, RFID çıkartmalarının performans parametrelerini analiz ederek, grafen iletken macunun yazdırılabilirliğini optimize etme, ve gravür baskı teknolojisi nin uygulanması, yeşil çevre koruma ile yeni RFID etiket üretim teknolojisi, seri üretim, yüksek verimlilik, ve yüksek kalite, düşük maliyetli ve çeşitli substratlar için uygun sanayikaçınılmaz gelişme trendi haline gelmiştir.
2 proje araştırma yöntemleri
2.1 Hazırlık, grafen iletken macunun modülasyon ve dağılım kontrolü
Grafen ve iletken gümüş tozunun farklı görünümü ve iletken özellikleri nedeniyle, grafen dayalı iletken macun formülasyonu ve süreci de farklı. Grafen hidrofobikgrafya grafen Nano metre yapabilirsiniz
2.1 Hazırlık, grafen iletken macunun modülasyon ve dağılım kontrolü
Grafen ve iletken gümüş tozunun farklı görünümü ve iletken özellikleri nedeniyle, grafen dayalı iletken macun formülasyonu ve süreci de farklı. Grafenin hidrofobikliği güçlü van der Waals kuvveti ile aglomera yapmayı kolaylaştırır.. Etkili çözücü grafen in agregasyonunu önleyebilir ve kararlı bir grafen dağılım. İdeal çözücüler N-methylpyrrolidone vardır (NMP) ve dimethylformamide (Dmf). Bu projede, Biz DMF kullanmayı planlıyoruz / Dengeleyici ekleyerek grafen dağıtmak için çözücü olarak NMP (etil selüloz gibi) grafen bulamaç formülünde, böylece grafen tozu aglomera kolay ve dağıtmak zor sorunu çözmek için. Grafen bulamacının parçacık büyüklüğü ve dağılımı, grafen bulamaç parçacıklarının dağılımını sağlamak için lazer parçacık boyutu analizörü ile ölçüldü..
UV başlatıcısı ekleme, grafen iletken macun içine ışığa duyarlı reşin ve diğer bileşenler, ve karıştırma oranını optimize etme, grafen iletken macun hızla ultraviyole ışık altında katılaşmış olabilir, yazdırılan RFID elektronik etiketinin kurutma sıcaklığını azaltmak, kuruma süresini kısaltmak, üretim verimliliğini artırmak, ve rfid elektronik etiketleri kağıt gibi çeşitli yüzeylere yazdırabilirsiniz, plastik film, ipek ve benzeri. Viskozite, Viskozite, Akışkan, yüzey gerilimi, Kuruluk, Tiksotropik, rheolojik özelliği ve grafen iletken macun parçacık boyutu bulamaç bağlayıcı ve katkı maddeleri değiştirerek modüle edilir. Viskozite fincan veya Ubbelohde viscometer, bulamaç viskozite ölçer ve yüzey gerilimi gravür baskı gereksinimlerini karşılamak için kullanılır.
2.2 grafen iletken macun baskıdayalı RFID etiket anten tasarımı
RFID etiket anteninin elektriksel performansını etkileyen ana parametreler anten şeklidir, boyut yapısı, malzeme özellikleri, çalışma frekansı, Bant genişliği, polarizasyon yönü, Directivity, Kazanç, lob genişliği, Empedans, Duyarlılık, kalite faktörleri ve uygulama ortamı, vb. bu parametrelerin RFID etiketinin tasarımında dengelenmesi gerekir.
Simülasyon yazılımı HFSS veya reklamlarda, giriş anten hattı genişliği, satır aralığı, bükme boyutu, besleme boşluğu, besleme halkası boyutu, elektromanyetik sinyal alma ve geri besleme malzeme iletkenliği, dielektrik sabiti ve bilgisayar simülasyonu için diğer tasarım parametreleri, Şekil'de gösterildiği gibi 9, bilgisayar simülasyonu RFID etiket dönüş kaybı ve enerji dağıtımı elde, böylece RFID etiket elektrik performans karakterizasyonu parametrelerini belirlemek için, veri modelini oluşturma. Grafen iletken yapıştırıcı formülü ve baskı prosesi parametrelerinin anten performansı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Mürekkep filmi kalınlığının cilt etkisi ve anten performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Grafen mürekkep tabakasının farklı kimyasal potansiyellerde empedans özellikleri, özellikle UHF bandındaki yüksek tepkinin RFID etiket anteninin kazanımı üzerindeki etkisi incelenmiştir.
2.3 grafen iletken macun dayalı gravür baskı parametrelerinin kontrolü
Grafen iletken macunun yazdırılabilirliğine ve bilgisayar simülasyonu tarafından tasarlanan RFID etiketinin yapısal parametrelerine göre, uygun ekran çizgisi numarası, gravür baskı silindirinin kafes derinliği ve kafes deliği şekli belirlenir, ve mürekkep miktarı hesaplanır ve bulamaç filminkalınlığı ayarlanır. Kağıt gibi farklı yüzeyleri hedefleme, plastik film (evcil hayvan gibi, Pi, Cpp, vb.), ipek ve benzeri, bir dizi yazdırma işlemi parametresi, sarma ve gevşeme gerilimi gibi, baskı kauçuk baskı rulo basıncı, bulamaç thixotropic viskozitesi, kazıyıcının temas açısı, yazdırma hızı ve konumlandırma fazla baskı, en iyi yazdırma işlemi düzenini elde etmek için ayarlanır.
2.4 mürekkep filmi kurutma sıcaklığını ve rulo presleme basıncını optimize
Çünkü iletken mürekkep tabakası belirli bir ölçüde kurutulur ve katılaştırılır., ve daha sonra silindir tarafından takvim, yüzey morfolojisi değiştirilebilir, mürekkep tabakasının yoğunluğu artırılabilir, ve iletkenlik büyük ölçüde geliştirilebilir. Ancak, preslenmiş mürekkep filmi kontur amplifikasyon ve tel deformasyonneden kolaydır. UV kür leme kanalında grafen iletken mürekkep tabakasının sıcaklığını ve zamanını ayarlama, iletkenlik iyileştirme yeteneğini ve mürekkep tabakası kontur deformasyon derecesini test edin, mürekkep filmi kür leme sıcaklığını optimize edin, zaman ve taşlama basıncı ve diğer proses parametreleri.
2.5 RFID etiketinin performansını analiz edin ve test edin
Yazdırılan örnek sayfayı alın, çipi yapıştırın, ve çalışma frekansı gibi elektriksel performans parametrelerini test, Bant genişliği, polarizasyon yönü, Directivity, Kazanç, lob genişliği, Empedans, kalite faktörü bant genişliği, Directivity, Kazanç, iade kaybı, kalite faktörü, etiket biçimi gibi ağ çözümleyicisi üzerinde hassasiyet ve diğer elektriksel performans parametreleri, ve farklı uygulama ortamlarında okuma mesafesini test, doğrulamak ve düzeltmek.
Sonuç
Yukarıdaki araştırma yöntemleri ve teknik güzergahlar aracılığıyla, biz yüksek iletkenlik ile RFID elektronik etiketleri elde etmek ve şeyler sanayi Internet ihtiyaçlarını karşılamak umuyoruz, RFID elektronik etiketlerin büyük ölçekli endüstriyel üretim gerçekleştirmek, üretim sürecinde tamamen atık içermez, ve yeşil çevre koruma sağlamak. Grafen RFID etiket teknik yineleme şeyler sanayi Internet sonraki çıkış olacak.
