Name: 최적화된 밀봉 공정 및 유리-금속 씰 구조의 실시간 모니터링 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-09-02T14:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 41 s
Description: 배우세요 금속-유리 씰 구조에서 온도와 응력을 실시간으로 모니터링하는 방법을 fiber Bragg grating 센서를 활용하여. 이 기술은 씰의 밀폐성을 손상시키지 않고 센서를 통합하여 재료 과학 연구에 새로운 가능성을 열어줍니다.

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1. 좋은 과민성을 가진 MTGS 구조물의 생산
참고 : MTGS 구조의 절차는 결합 된 구조의 구성 요소에 대한 준비, 열처리 공정 및 MTGS 샘플의 성능에 대한 검사를 포함한다. 전체 MTGS 구조는 강철 쉘, 코바르 도체 및 밀봉 유리로 구성됩니다. 그림 1과 표 1에 표시된 다이어그램과 치수는 각각 참조하세요.
<ol><li>과립 유리 분말 (~ 1.1 g)을 금형에 부은 다음 도 2a,b와같이 과립 유리를 처리하기 위해 프레스 기계에 금형을 놓습니다.</li>
	<li>도 2c,d에표시된 것처럼 과립 유리를 유리 실린더에 압축하려면 프레스 머신(빨간색 버튼을 누르기)을 켭니다. 참고 : 유리 실린더의 밀도 제어는 유리 실린더에 너무 많은 기공이 MTGS 구조의 미로의 실패로 이어질 수 있기 때문에, MTGS 구조의 성능에 중요하다.</li>
	<li>유리 실린더를 소결할 가열로에 놓습니다(그림 3참조).</li>
	<li>소결 유리 실린더, 강철 쉘 및 Kovar 도체는 그림4와 같이 특수 흑연 개스킷으로 제조됩니다. 이 모델을 열처리를 위한 발톱을 사용하여 가열로의 석영 중격에 놓습니다(그림 4참조). 광섬유가 파손되지 않도록 냉각 속도를 0.5 °C /min로 유지하십시오.</li>
	<li>육안으로 모델을 검색한 후 실링 유리의 표면 지형을 식별합니다.</li>
	<li>고압 파이프라인을 사용하여 MTGS 모델의 미청을 검사합니다. 카드 슬리브 유형 조인트에 의해 파이프라인에 모델을 설치합니다. 압력을 1MPa에서 8 MPa로 천천히 변경하여 각 압력을 24 시간 동안 유지합니다.</li>
	<li>스캐닝 전자 현미경(SEM)을 사용하여 그림5와 같이 밀봉 유리와 금속 부품 사이의 현미경 인터페이스를 식별합니다. 인터페이스를 명확하게 관찰하려면 15kV 및 500x 배율을 사용합니다. 참고 : Macrography 검사 및 SEM 결과에서 표준 최대 가열 온도는 450 °C로 설정되어 MTGS 모델을 잘 밀폐성으로 얻습니다. 표준 가열 처리는 다음과 같이 정의됩니다 : 5 °C / min의 단위로 (실온) RT에서 450 °C로 온도를 증가 한 다음 0.5 ° C / min로 RT로 온도를 떨어 뜨립니다.</li>
</ol>2. 밀봉 유리의 잔류 응력 측정
참고: FBG 센서는 MTGS의 응력 측정을 위한 적절한 방법으로 설계되었습니다. FBG 센서의 격자 길이는 유리 (5mm)의 높이에 잘 맞게 5mm입니다.
<ol><li>단계 1.1-1.2에 설명된 대로 과립 유리 분말을 유리 실린더에 압축합니다. 참고 : 실린더가 너무 높으면 (&gt;6mm) 유리 물질을 파괴하지 않고 FBG 센서의 통과 경로를 만들기가 어렵기 때문에 유리 실린더의 높이가 중요합니다.</li>
	<li>5,000rpm의 드릴 속도를 사용하여 유리 실린더를 드릴링하여 3개의 간격의 스루 홀을 생성하여 광섬유 센서(직경 0.45mm)에 대한 경로를 준비합니다. 그림4와 동일한 열처리를 사용하여 구멍이 있는 유리 실린더를 소결시합니다.</li>
	<li>1.4단계에서 설명한 대로 MTGS 모델을 제조한다. 이어서, 섬유를 밀봉 유리의 경로를 통해 넣고 FBG의 격자 영역을 유리 내에 정확하게 위치시킨다. 참고 : 수직 용광로의 흐름은 FBG와 유리의 불일치로 이어지는 격자 영역을 날려 버릴 수 있기 때문에, 광섬유의 꼬리는 FBG의 위치를 정확하게 유지하기 위해 작은 손톱으로 매달려있어야합니다.</li>
	<li>퓨전 스플리커로 광섬유 헤드를 FC 커넥터와 융합합니다. 그런 다음 FC 커넥터를 FBG의 파장 데이터와 스펙트럼을 분해하는 인터로게이터인 OPM-T400과 일치시면 됩니다. OPM-T400은 컴퓨터에 연결되어 있으며 컴퓨터의 지원 소프트웨어는 실험 데이터를 얻을 수 있습니다.</li>
	<li>이전에 획득한 표준 열처리에 의해 전체 모델을 용광로에서 처리합니다. RT에서 온도를 5°C/min으로 450°C로 올린 다음 0.5°C/min 단위로 온도를 RT로 떨어뜨립니다. 격자 영역은 녹기 위해 가열될 때 밀봉 유리와 융합됩니다. 온도가 RT로 냉각되면 유리가 고화되고 FBG 센서가 밀봉 재료와 잘 융합됩니다.</li>
	<li>소프트웨어를 사용하여 실시간 브래그 파장 데이터를 기록합니다(그림 6참조). 파장과 스펙트럼의 변화를 유도하는 유일한 요인은 이 단계 전후의 온도가 모두 RT이기 때문에 밀봉 유리에서 발생하는 잔류 응력입니다.</li>
</ol>참고: 잔류 응력은 아래와 같이 FBG14및 후크 법칙의 변형파장 관계를 통해 계산할 수 있습니다.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/60064/60064equ01v2.jpg">
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/60064/60064equ02v2.jpg">
여기서: ΔλB는 잔류 응력에 의해 유도된 브래그 파장 시프트이며, λB는 FBG의 초기 파장이며, Pe는 스트레인-광학 계수, θ는 잔차 유리에 변형, E는 밀봉 유리의 영의 계수이며, σ는 유리의 잔류 응력이다.
3. 고온에서 MTGS 구조의 고장 방지
참고 : 고온에서 작업 할 때 강철 쉘의 열 팽창으로 인해 밀봉 유리의 잔류 응력 감소가 발생하기 때문에 MTGS 구조의 밀폐성이 영향을받습니다. 따라서, 이 프로토콜은 밀봉 유리의 잔류 응력 변화의 온라인 모니터링으로 인한 밀폐성의 고장을 방지할 수 있다.
<ol><li>1.4단계에서 수행된 MTGS 모델을 제조합니다. 온도와 응력을 동시에 모니터링하는 FBG 유형은 이 두 센서 사이의 거리가 10mm인 한 섬유에 두 개의 격자 영역을 포함하는 섬유 브래그 격자 배열 센서입니다. 참고: 이 두 격자는 FBG-1과 FBG-2로 정의됩니다. FBG-1과 FBG-2의 초기 브래그 파장은 각각 1545 nm 및 1550 nm입니다.</li>
	<li>FBG-1을 소결 유리 실린더에 넣고 응력과 온도를 모니터링합니다. 그림 7a,b에표시된 대로 FBG-2를 유리 외부에 배치하여 온도만 모니터링합니다. 이러한 방식으로 FBG-1은 온도 및 잔류 응력 변화의 영향을 받고 FBG-2는 밀봉 유리의 온도에 의해서만 영향을 받습니다.</li>
	<li>단계 2.2-2.3에 설명된 대로 광섬유가 있는 MTGS 모델을 용광로에 놓습니다. 표준 열처리를 사용하여 임베디드 FBG 센서로 MTGS 모델을 처리합니다.</li>
	<li>모델에 100 °C, 200 °C, 300 ° C 및 400 ° C의 온도를 부과하고 각 온도를 100 분 동안 유지합니다.</li>
</ol>참고: FBG-1은 브래그 파장 시프트 ΔλB-1로표현되는 응력과 온도를 동시에 모니터링하고, FBG-2는 그림 8a,b에나타난 바와 같이 ΔλB-2에 의한 온도 변화를 모니터링합니다. 브래그 파장 시프트와 측정된 파라미터 간의 관계는 다음과 같이 표시됩니다.
<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/60064/60064equ03.jpg">
<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/60064/60064equ04.jpg">
위치: θ는 열광학 계수이고, α는 광섬유의 열 팽창 계수이며, ΔT는 실험 전후의 온도 변화이다. 잔류 응력에 의해 유도된 ΔλB-3은 Δλ B-2로부터 ΔλB-1을 빼는 것을 통해 분리될 수 있다(도 8c참조). 이것은 고온에서 밀봉 유리의 동시 온도 및 응력 모니터링을위한 복조 방법입니다.
4. 고압 모니터링
참고: MTGS 구조의 압력 하중은 밀봉 유리의 잔류 응력에 영향을 미칠 수 있으므로 임베디드 FBG 센서가 있는 MTGS 모델은 고압 변화를 모니터링할 수 있는 잠재적인 방법입니다.
<ol><li>2.2-2.3 단계에서 설명한 것과 동일한 MTGS 모델을 FBG 센서로 준비합니다. FBG가 MTGS 모델과 잘 융합된 후 발톱을 사용하여 모델을 용광로에서 꺼내십시오.</li>
	<li>그림9와 같이 물린 형 튜브 피팅에 의해 고압 헬륨 파이프 라인에 FBG 센서를 사용하여 MTGS 모델을 제조합니다. 밸브를 줄이는 압력으로 1MPa에서 7MPa로 압력을 조절하여 밀봉 구조에 변화하는 압력 하중을 부과합니다.</li>
	<li>브래그 파장 시프트 ΔλB는 그림 10에나타난 바와 같이 기록됩니다. 동시에 관련 잔류 응력 변화는 수학식 1 및 수학2를사용하여 계산할 수 있습니다.</li>
</ol>5. MTGS 구조의 이론적 분석
<ol><li>모델링 소프트웨어를 사용하여 MTGS 구조에 대한 3D 모델을 구축하고 치수를 표 1에서 가져와 실험 모델과 이론모델을 일관되게 유지합니다.</li>
	<li>3D 모델을 유한 요소 해석 소프트웨어로 가져옵니다. 표2에 나타낸 바와 같이 강철 쉘, 밀봉 유리 및 코바르 컨덕터에 기계적 특성을 지정합니다.</li>
	<li>전체 모델의 그리드 유형은 육각형입니다(그림 11참조). 밀봉 유리와 강철 쉘의 메쉬 방법은 스윕이며, Kovar 도체는 구조화 된 방법에 의해 메쉬된다. 이론적 결과의 정확성을 보장하기 위해 밀봉 유리의 메쉬를 구체화합니다. 코바르 도체, 밀봉 유리 및 강철 쉘의 원소 수는 각각 143700, 20350 및 13400입니다.</li>
	<li>정적 분석 단계의 초기 증분, 최소 증분 및 최대 증분을 각각 0.01, 1.00 x 10-8 및 1.00 x 10-2로설정합니다.</li>
	<li>밀봉 유리와 금속 부품 사이의 인터페이스가 경계되어 있는지 확인합니다. 첫째, MTGS 모델의 응고 진행률을 시뮬레이션하기 위해 변화하는 온도 부하(370°C ~ 20°C)를 부과합니다. 이 프로세스 이후의 응력 분포는 그림 12에나와 있습니다.</li>
	<li>열 부하하에서 온라인 모니터링 실험을 시뮬레이션하기 위해 전체 모델에 다른 온도(100°C ~ 400°C)를 적용합니다. 다른 상황에서는 고압에서 온라인 모니터링을 시뮬레이션하기 위해 밀봉 유리에 압력 하중(1MPa에서 7MPa)이 부과됩니다. 경계 조건은 그림 13에나와 있습니다.</li>
	<li>전체 모델의 응력 및 변형률 분포의 수치 결과는 그림 14에표시된 대상 파일에서 얻어진다. 도 13에도시된 밀봉 유리에서 분석 경로를 추출하고, 그 중 위치는 FBG에 의한 측정 결과와 비교를 제공하기 위해 도 6a에서 FBG 센서에 대한 모니터링 경로이다.</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 할 것이 없다.

고온 및 고압에서 MTGS 구조의 밀봉 재료의 응력 측정을위한 중요한 단계는 1) 격자 영역이 밀봉 유리의 중간에있는 FBG 센서와 MTGS 모델의 제조를 포함한다; 2) 표준 열처리 공정을 사용하여 전체 모델의 가열, 모델이 RT로 냉각 된 후, FBG 센서는 MTGS 모델과 잘 융합되고, 잔류 응력은 브래그 파장 변화에 의해 측정 될 수있다; 3) 전체 모델을 용광로에 배치하여 변화하는 열 하중을 경험하고, 온라인 동시 온도 및 응력 모니터링은 하나의 광섬유상 두 FBG 어레이의 파장 변화 차이에 의해 달성될 수 있다; 및 4) 고압 파이프 라인에 전체 모델의 제조, 다양한 압력밀봉 유리의 응력 변화는 밀봉 유리에 하나의 FBG에 의해 얻어질 것이다. 가장 중요한 단계는 베어 FBG를 밀봉 유리에 정확하게 위치시키는 것입니다.
실험 결과와 수치 결과를 비교하면, 측정된 축 잔류 응력(56 MPa)은 이론적 값(53 MPa)과 거의 동일하며, 열 및 압력 하중하에서 온라인 모니...

금속-유리 밀봉은 학제간 지식(예: 역학, 재료 및 전기 공학)을 결합한 정교한 기술로 항공우주1, 원자력에너지 2및 생물 의학 응용 분야에 널리 적용됩니다. 3. 유기 재료 밀봉 구조에 비해 고온 및 압력 내구성과 같은 독특한 장점이 있습니다. 열 팽창계수(CTE)의 차이에 따라 MTGS는 두 가지 유형으로 나눌 수있습니다: 일치하는 씰 및 불일치 씰 4. 일치하는 씰에 관해서는, 금속 (α 금속)과 밀봉 유리 (α유리)의CTE는 밀봉 재료의 열 응을 줄이기 위해 거의 동일합니다. 그러나 열악한 환경(예: 고온 및 고압)에서 씰 구조의 밀폐성과 기계적 견고성을 유지하기 위해 일치하지 않는 씰은 일치하는 씰보다 더 나은 성능을 발휘합니다. α 금속과 α 유리의차이로 인해 MTGS 구조의 어닐링 공정 후 밀봉 유리에서 잔류 응력이 발생합니다. 잔류 응력(임계값 초과)이 너무 크면 밀봉 유리에 균열과 같은 작은 결함이 표시됩니다. 잔류 응력이 너무 작으면 밀봉 유리가 밀폐성을 잃습니다. 그 결과, 잔류 응력의 값은 중요한 측정입니다.
MTGS 구조에 있는 잔류 응력의 분석은 세계 각국의 많은 단의 연구 관심사를 자극했습니다. 축 방향 및 방사형 응력의 수치 모델은 얇은 쉘이론 5를 기반으로 구축되었습니다. 유한 요소 방법은 어닐링 공정 후 MTGS 구조의 글로벌 응력 분포를 얻기 위해적용하였고, 이는 실험 결과 6,7과일치하였다. 그러나 크기가 작고 전자기 간섭이 수반되는 제한 사항으로 인해 많은 고급 센서가 이러한 상황에 적합하지 않습니다. 상기 들여쓰기 크랙 길이 방법은 MTG의 밀봉물질에서 잔류 응수를 측정하는 것으로 보고되었다; 그러나 이 방법은 파괴적이며 유리의 응력 변화에 대한 실시간 온라인 모니터링을 달성할 수 없었습니다.
섬유 브래그 격자 (FBG) 센서는 크기가 작고 (~ 100 μm)전자기 간섭 및 가혹한 환경에 대한 내성 8. 또한, 섬유의 구성 요소는 밀봉 유리 (SiO 2)의 것과 유사하므로 FBG 센서는 밀봉 재료의 밀폐성 및 절연에 영향을 받지 않습니다. FBG 센서는 복합 구조물9,10,11의잔응력 측정에 적용되었으며, 결과는 양호한 측정 정밀도와 신호 응답을 나타냈다. 동시 온도 및 응력 측정은 하나의 광섬유12,13에대한 광섬유 브래그 격자 어레이에 의해 달성될 수 있다.
FBG 센서를 기반으로 하는 새로운 프로토콜이 이 연구에서 입증되었습니다. 특수 MTGS 구조에 대한 적절한 준비는 MTGS 구조의 좋은 미수성을 보장하기 위해 최대 열 온도를 조정하여 탐구되었습니다. FBG 센서는 열처리 후 FBG와 유리를 함께 융합하기 위해 유리를 밀봉하는 준비된 경로에 내장되어 있습니다. 이어서, 잔류 응력은 FBG의 브래그 파장 시프트에 의해 얻어질 수 있다. FBG 센서가 있는 MTGS 구조는 고온 및 고압 환경에 배치되어 변화하는 부하하에서 잔류 응력의 온라인 모니터링을 달성합니다. 이 연구에서는 FBG 센서를 사용하여 MTS 구조를 생성하는 자세한 단계에 대해 설명합니다. 결과는 이 새로운 프로토콜의 타당성을 보여주고 MTGS 구조물의 실패 진단을 위한 기초를 확립합니다.

<table><tbody><tr><td>ABAQUS</td><td>Dassault SIMULA</td><td>ABAQUS6.14-5</td><td>수치 시뮬레이션을 수행하는 소프트웨어입니다.</td></tr><tr><td>파이버 브래그 격자 센서</td><td>Femto Fiber Tec</td><td>FFT. FBG. S.00.02 단일</td><td>아포다이징 FBG</td></tr><tr><td>융합 접속기</td><td>Furukawa Information Technologies and Telecommunications</td><td>S123M12</td><td>FITEL의 융합 접속기 라인은 현장 및 공장 접합 응용 분야 모두에 탁월한 솔루션을 제공합니까?</td></tr><tr><td>유리제 분말</td><td>심천 Sialom 진보된 물자 Co., 주식 회사</td><td>LC-1</td><td>낮은 녹는 점 유리제 분말의 종류 (380°).</td></tr><tr><td>흑연 금형</td><td>Tsinghua University의 가공 작업장</td><td>흑연</td><td>금속-유리 구조의 각 부분을 배치하는 금형.</td></tr><tr><td>가열로</td><td>Tianjin Zhonghuan Electric Furnace Technology Co., Ltd</td><td>SK-G08123-L</td><td>수직 관형로</td></tr><tr><td>Kovar 도체</td><td>Shenzhen Thaistone Technology Co., Ltd</td><td>4J29</td><td>금속-유리 밀봉 구조의 전기 침투에 사용되는 일반적인 재료</td></tr><tr><td>광학 문의기</td><td>Wuhan Gaussian Optics CO.,LTD</td><td>OPM-T400</td><td>FBG 스펙트럼 분석 모듈</td></tr><tr><td>Pro/ 엔지니어</td><td>Parametric Technology Corporation</td><td>PROE5.0</td><td>3D 형상을 설정하는 소프트웨어입니다.</td></tr><tr><td>스틸 쉘</td><td>Beijing Xiongchuan Technology Co., Ltd</td><td>316 스테인리스강</td><td>오스테나이트계 스테인리스강의 일종</td></tr></tbody></table>

최적화된 밀봉 공정 및 유리-금속 씰 구조의 실시간 모니터링

Optimized Sealing Process and Real-Time Monitoring of Glass-to-Metal Seal Structures

잔류 응력은 유리 대 금속 씰 구조의 밀폐성과 견고성을 유지하는 데 필수적인 요소입니다. 이 보고서의 목적은 밀봉 재료의 절연 및 밀폐성을 파괴하지 않고 유리 대 금속 씰 구조의 잔류 응력을 특성화하고 측정하는 새로운 프로토콜을 입증하는 것입니다. 이 연구에서는 펨토 레이저가 새겨진 섬유 브래그 격자 센서가 사용됩니다. 측정되는 유리-금속 밀봉 구조는 금속 쉘, 밀봉 유리 및 Kovar 도체로 구성됩니다. 측정을 가치 있게 만들기 위해 금속 대 유리 씰(MTGS) 구조의 특정 열처리를 탐색하여 최상의 밀폐성을 갖춘 모델을 얻습니다. 그런 다음 FBG 센서가 밀봉 유리 경로에 내장되어 온도가 RT로 냉각됨에 따라 유리와 잘 융합됩니다. FBG의 브래그 파장은 유리를 밀봉할 때 발생하는 잔류 응력과 함께 이동합니다. 잔류 응력계산을 위해 브래그 파장 시프트와 스트레인 간의 관계가 적용되고 유한 요소 방법도 결과를 신뢰할 수 있도록 하는 데 사용됩니다. 밀봉 유리의 잔류 응력에 대한 온라인 모니터링 실험은 열악한 환경에서 이 프로토콜의 기능을 넓히기 위해 고온 및 고압과 같은 다양한 부하에서 수행됩니다.

그림5의 결과에서 고압 내구성을 가진 MTGS 모델을 생산하는 표준 열처리를 탐구하고 모델은 시험 (예 : 광 투과, 압력 내구성, SEM 등)을 만족시킬 수 있습니다. 따라서, 생산된 MTGS 구조는 열악한 환경에서 의혹성을 유지하기 위해 적용될 수 있다.
FBG는 MTGS 구조와 잘 융합될 수 있으며, 도6에 도시된 바와 같이 밀봉 유리의 잔류 변형은 열처리 후 브래그 파장 변화에 의해 반사될 것이다. 잔류 응력의 값은 방정식 1과 방정식2를 사용하여 정확하게 계산할 수 있습니다. 그림 12의수치 시뮬레이션 결과와 거의 동일합니다.
그림8에 표시된 FBG ...

밀봉 공정을 최적화하고 금속-유리 밀봉(MTGS) 구조의 실시간 모니터링을 달성하기 위한 주요 절차에 대해 자세히 설명합니다. 임베디드 파이버 브래그 격자(FBG) 센서는 동시 환경 압력 모니터링을 통해 MTGS의 온도 및 고수준 잔류 응력에 대한 온라인 모니터링을 달성하도록 설계되었습니다.

Residual stress is an essential factor to keeping the hermeticity and robustness of a glass-to-metal seal structure. The purpose of this report is to ...

이 프로토콜은 금속 대 유리 구조물의 실시간 동시 온도 및 응력 모니터링을 처음으로 수행하는 데 사용할 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 섬유 브래그 격자 센서가 금속 대 유리 구조의 절연 또는 약성을 파괴하지 않고 금속 대 유리 구조와 잘 융합 될 수 있다는 것입니다. 지춘팬과 함께 절차를 시연하는 것은 이네트의 마스터학생 강지아 후입니다.과립 유리 분말을 처리하려면 약 1.1 그램의 분말을 유리 실린더 금형에 붓고 금형을 프레스 기계에 놓습니다. 유리 실린더에 유리를 압축하려면 프레스 머신을 켜고 결과 실린더를 중앙에 있는 가열 용광로에 놓습니다. 가열 용광로에서 중앙 유리 실린더를 제거하고 흑연 개스킷을 사용하여 유리 실린더, 강철 쉘 및 Kovar 도체를 제조합니다.잔류 응력 측정을 위해 먼저 광섬유의 헤드를 융합 스플리터에 의해 FC 커넥터와 융합하고 FC 커넥터와 인터로게이터와 일치하여 파장및 FBG 스펙트럼을 강등시합니다. 제조된 MTGS 모델의 밀봉 유리에 있는 경로를 통해 FBG를 삽입하고 유리 내에 정밀하게 배치된 FBG의 격자를 입력합니다. 그런 다음 밀봉 유리 근처의 다른 FBG를 수정하여 온도만 모니터링합니다.인터로게이터를 컴퓨터에 연결하고 열 처리 발톱을 사용하여 중앙 유리 실린더, 강철 쉘, FBGs 및 Kovar 도체 흑연 개스킷을 가열 용광로의 석영 중격에 놓습니다. 분당 섭씨 5도에서 섭씨 450도로 올라오다가 분당 섭씨 0.5도의 온도를 실온으로 되돌려 놓습니다. 그런 다음 컴퓨터 소프트웨어에서 실시간 브래그 파장 데이터를 기록합니다.응력과 온도를 모니터링하려면 하나의 FBG를 중앙 유리 실린더에 넣고 두 번째 FBG를 유리 외부에 배치하여 온도만 모니터링합니다. MTGS 모델을 광섬유에 적용한 대로 용광로에 넣고 표준 열처리를 사용하여 임베디드 FBG 센서로 MTGS 모델을 처리한 다음 100분 동안 각 온도를 유지하는 모델에 섭씨 100, 200, 300 및 섭씨 400도 온도를 부과합니다. 이 대표적인 실험에서는 고압 내구성을 갖춘 MTGS 모델을 생산하는 표준 열처리를 통해 모델이 열악한 환경 조건에서 분석을 만족시킬 수 있음을 입증했습니다.FBG는 MTGS 구조와 잘 융합될 수 있으며, 밀봉 유리의 잔류 균주는 열처리 후 브래그 파장 변화에 의해 반사될 것이다. 밀봉 유리의 실시간 응력 변화는 FBG 센서에 의해 정확하게 모니터링되며 밀봉 유리의 잔류 응력 의 감소

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Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

이 프로토콜에서는, 우리는 기술의 기반이되는 수직 전이 게시물의 마이크로 액추에이터 어레이의 제조 방법 및이 기본 기술이 모두 2 차원 입체 문화에 높은 처리량 기계 역동적인 세포 배양을 실시하도록 수정할 수 있습니다을 증명 패러다임.

기계 다이나믹 셀 문화 Microfabricated 플랫폼

출처: Kurz, D. L. 외 다공성 매질에서 생체 클로깅을 연구하기 위한 마이크로플루이딕 플랫폼. J. Vis. 경험 (2022)이 영상은 바이오필름 형성을 연구하기 위해 마이크로플루이딕 장치를 사용하는 방법을 시연합니다. 박테리아 현탁액이 마이크로채널에 주입된 후 바이오필름 현상을 위해 배양합니다. 그 후 유동을 재개하고, 압력 모니터링과 영상을 사용하여 시간에 따른 바이오필름 형성과 기공 폐쇄를 감지합니다.

바이오필름 형성 중 실시간 영상 및 압력 추적을 위한 마이크로유체 장치

밀봉 가능한 펨토리터 부피 반응 챔버가 있는 미세 가공 장치에 대해 설명합니다. 이 보고서에는 유전자 발현에서 군집 및 감금의 역할을 이해하기 위해 이러한 챔버 내에서 cell-free protein synthesis 반응물을 밀봉하는 프로토콜이 포함되어 있습니다.

무 세포 생물학 밀봉 Femtoliter 상공 회의소 배열

여기에서는 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 만들어진 이중층 미세유체 시스템의 제조 및 작동에 대해 설명합니다. 우리는 트래핑을 위한 이 장치의 잠재력을 보여주고, 결정질 분자 물질의 배위 경로를 지시하고, 온칩 트랩 구조에 대한 화학 반응을 제어합니다.

미세 유체 압축 공기를 넣은 케이지 : A의 칩 크리스탈 트래핑, 조작에 대한 새로운 접근 방식 및 제어 화학 처리

표시 하 고 적외선 빛 영상에 대 한 투명 한 뷰-포트 플라스틱 미세 소자의 제조에 대 한 프로토콜을 설명 합니다.

뷰-포트 표시 하 고 적외선 빛에 투명 한 플라스틱 미세 소자를 제작 하기 위한 소프트 리소 절차

이 논문은 고압 조건에 적합한 두 개의 미세 유체 제조 기술, 즉 광석 촬영/습식 에칭/열 결합 및 선택적 레이저 유도 에칭(SLE)에 대한 비교 연구와 함께 프로토콜을 설명합니다. 이러한 기술은 저수지 조건 하에서 대리 투과성 매체 및 골절된 시스템에서 유체 흐름을 직접 관찰할 수 있는 플랫폼을 구성합니다.

골절된 비전통적인 저수지에서 마이크로스케일 초임계 CO2 폼 수송의 고압 테스트를 위한 미세 유체 제조 기술

여기에 제시된 프로토콜은 고압 방사형 다이아몬드 모루 세포 실험 및 관련 데이터 분석을 설명하며, 이는 전통적인 접근법에 대한 중요한 돌파구와 함께 나노 물질의 기계적 강도를 얻는 데 필수적입니다.

초미세 입자형 금속의 기계적 강도 결정

이 프로토콜은 랩온어칩, 마이크로유체 전기천공 장치를 구축하는 데 필요한 미세 가공 기술을 설명합니다. 실험 설정은 연속 흐름에서 제어된 단일 세포 수준 형질주입을 수행하며 집단 기반 제어를 통해 더 높은 처리량으로 확장할 수 있습니다. 세포막 투과 정도를 실시간으로 전기적으로 모니터링하는 기능을 보여주는 분석이 제공됩니다.

연속 흐름의 제조 및 작동, 투과화 감지 기능이 있는 미세 전기 천공 시스템

여기에 제시된 것은 mechano-node-pore sensing (mechano-NPS)라고하는 전자 기반 미세 유체 플랫폼을 사용하여 단일 세포를 기계적으로 표현형하는 방법입니다. 이 플랫폼은 1-10 cells/s의 적당한 처리량을 유지하면서 세포의 탄성 및 점성 생물물리학적 특성을 모두 측정합니다.

Mechano-Node-Pore 감지: 다중 파라미터 단일 셀 점탄성 측정을 위한 신속한 무표지 플랫폼

이 프로토콜은 폴리카보네이트와 실리콘 부품을 통합한 하이브리드 마이크로플루이딕 장치를 제작하기 위한 세 가지 간단한 밀봉 방법을 설명합니다. 용매 접합, 열 압축, 기계적 압축 전략을 도입함으로써, 하이브리드 마이크로플루이딕 소자용 특수 장비를 피하고 신뢰할 수 있는 저온 밀봉 기술을 가능하게 합니다.

하이브리드 폴리카보네이트-실리콘 마이크로유체 장치 제작 방법

폴리디메틸실록산(PDMS) 칩 장치의 막을 위한 방수 실리콘 기반 밀봉을 위한 새로운 밀봉 프로토콜. 실험실, 칩 모델 설정 및 소규모 칩 플랫폼 개발을 위한 것입니다. 우리는 플라스틱 및 천연 조직 막을 사용하여 프로토콜을 시연합니다. 이 절차는 PDMS, 톨루엔, 몰드, 멤브레인, 진공 챔버만 필요합니다.

유연하고 신뢰할 수 있는 접착을 위한 접근 가능한 실리콘 칩-멤브레인 밀봉 절차

배우세요 금속-유리 씰 구조에서 온도와 응력을 실시간으로 모니터링하는 방법을 fiber Bragg grating 센서를 활용하여. 이 기술은 씰의 밀폐성을 손상시키지 않고 센서를 통합하여 재료 과학 연구에 새로운 가능성을 열어줍니다.

최적화된 밀봉 공정 및 유리-금속 씰 구조의 실시간 모니터링

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