航空研究的一个关键领域是开发高精度的原位传感器，实现结构健康监测和预测性维护。薄膜传感器由于重量轻、非侵入性、易弯曲和可靠性，被广泛用于航空领域。磁致伸缩材料（MsM）是具有电磁能/机械能相互转换功能的材料。由于它们能量密度高、耦合系数大，具有传感和驱动功能，因而作为智能材料或相应器件在智能材料领域得到了越来越广泛的应用和发展。

目前，通过沉积和光刻技术制造的MsM具有成本高和易产生废物的局限性，所以有必要开发一种性价比高的制造方法。我们将制得的油墨经过喷墨打印、干燥和烧结后，得到具有理想几何形状的紧凑可靠MsM钴铁氧体薄膜（图1）。而制备薄膜的关键在于MsM纳米粒子墨水的有效分散。但由于纳米粒子具有高的表面能，极易团聚，采用搅拌机等设备没法解决纳米粒子的分散。所以我们采用TRILOS三辊机来分散MsM油墨。

图1  MsM钴铁氧体薄膜（包括油墨）的制造工艺

加工设备： TRILOS TR80A电子控制型三辊机 氧化锆辊筒+合金钢刮刀

TRILOS TR80A型三辊机为实验室型三辊机的中间型号。其最低0.02L/hour至最高20L/hour的处理量解决了用户从实验室测试到中小规模试产的跨越衔接问题。高度创意化的设计令设备结构更为紧凑小巧，可便于安置在实验室桌面使用。极富亲和力的人机界面由全触控工业控制屏来实现。独特的在线间隙修正和配方菜单功能使设备使用操作更为轻松，令用户不再面对冰冷的设备，而是以交互式的操作方式来进行控制。

MsM油墨的制备

将2.335g钴铁氧体纳米颗粒加入10ml的α-松脂醇，并加入0.5g聚乙烯吡咯烷酮（PVP）分散剂。交变超声处理并涡旋混合油墨2小时。然后，将油墨在高剪切混合器中处理15分钟（9000rpm）。如果将制得的油墨直接打印，1-2小时后喷嘴会发生堵塞。所以我们用TRILOS TR80A三辊机（图2），将剪切混合后的油墨分散，得到的油墨具有很好的均匀性。

图2  TRILOS TR80A型三辊机分散MsM油墨

未使用三辊机分散的打印样品如图3（a）所示，且经过大约1-2小时后，打印机喷嘴会发生堵塞。采用TRILOS三辊机分散油墨，打印后的样品如图3（b）所示。图3（b）显示油墨具有更高浓度的钴铁氧体纳米粒子。三辊研磨改善了油墨的均匀性，并实现了更好的打印分辨率，而且打印机墨水均匀流动而不堵塞。

图3  MsM钴铁氧体油墨打印的演变图

TRILOS公司介绍

TRILOS（泰洛思）是精密设备制造商，视客户满意为终极目标，力求将的工艺技术结合客户的需求，设计出贴近客户需求的优质产品。

泰洛思正在积极开拓市场，把优质的产品分享给使用者。目前产品已经在美国、中国、欧洲、韩国、日本和台湾等地区拥有众多客户。

TRILOS三辊机优点：

① TRILOS 三辊机采用一次循环，有可能完全实现物质的均质化与分散，减少颗粒尺寸， 打破团聚粒子。其结果是均质化的浆料，可为物料的进一步加工打下基础。

② 可用触摸屏实现每个辊间距离调节，确保辊子平行度。弹性张紧的刮刀插口确保刮刀恒压，在操作过程中不需要重新调节。

③ 不同材质的辊子都可以使用，辊子及刮刀材质的选择-从不锈钢到氧化铝，碳化硅及氧化锆-满足各种不同需要。

④ 三辊机上的安全装置确保操作人员的安全，机器可简易而及其快速的清洗。

     ⑤ TRILOS 的物联网、智能化三辊机解决方案，解决了客户在使用中遇到的数据无法量化分析，数据丢失，设备互相独立，无法联网进行管理和控制等等方面的问题。让客户可以对设备进行数据分析，对员工进行权限分配和管理，设备运行过程保持全程记录和备份，利于加工过程参数的研究和设计开发。此外，智能物联平台还可以接入混料机、三辊机、上料机、均质机等设备平台，同时可以接入在线粘度计、在线粒度仪、在线近红外分析仪等仪器进行实时监控。

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