基于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的電子元器件教具研究

1、    基于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的電子元器件教具研究    李志威 邢瑞山摘 要：由于電子元器件的體積較小，其實(shí)物講解在電子線路課程教學(xué)中存在一定的局限性，不利于學(xué)生掌握電子元器件的實(shí)物特點(diǎn)。本文研究利用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，將電子元器件體積等比例放大，并保留其電特性，在實(shí)際教學(xué)中效果明顯。關(guān)鍵詞：電子元器件;復(fù)合材料;玻璃纖維;環(huán)氧樹脂一、復(fù)合材料基本知識復(fù)合材料定義為是：用經(jīng)過選擇、含有一定數(shù)量比的兩種或兩種以上的組分，通過人工復(fù)合，組成多相、三維結(jié)合且各相之間有明顯界面、具有特殊性能的材料。1復(fù)合材料中，一相為連續(xù)相，稱為基體;而另一相是分散相，稱為增強(qiáng)體。增強(qiáng)體

2、的性能優(yōu)越，會使材料的性能顯著改善和和增強(qiáng)?；w材料可以為樹脂、金屬、陶瓷等，增強(qiáng)體可以為碳纖維、玻璃纖維、陶瓷顆粒、晶須等。2-3復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能，各向異性和性能可設(shè)計(jì)性，制造成型的多選擇性，良好的耐疲勞性能和抗腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、汽車交通、船舶工程、建筑等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。4二、電子元器件在教學(xué)中的問題對于電子線路這門學(xué)科，要求培養(yǎng)學(xué)生有較強(qiáng)的動手能力，這就需要從最基本的電子元器件入手，掌握其特點(diǎn)和測量方法。以往對于其中電子器件的講解，多采用的方法是多媒體教學(xué)，這樣學(xué)生參與度不高，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。如果采用實(shí)物教學(xué)，由于電子元器件體積較小，在其講解過程中存在一

3、定的局限性，不利于學(xué)生對電子元器件的識別。比如色環(huán)電阻，其色環(huán)的特點(diǎn)，在實(shí)踐教學(xué)中難以展示;再譬如數(shù)字芯片，其元件封裝特點(diǎn)和型號信息，也難以通過實(shí)物進(jìn)行講解。所以本文研究采用復(fù)合材料為基礎(chǔ)，對一些電子器件的體積等比例放大，同時(shí)保留其電特性，使學(xué)生也能更直觀認(rèn)識元器件的特點(diǎn)，對其進(jìn)行識別和應(yīng)用。三、利用復(fù)合材料制作電子元器件模型由于電子元器件教具尺寸精度要求不高，可采用低溫固化方法，模具可用高密度泡沫、木材或黏土等，復(fù)合材料采用樹脂基復(fù)合材料，成型方法可以選擇較簡單的手糊成型法。制作過程如下：（1）元器件尺寸度量，確定模具尺寸和形狀;（2）模具制作：模具采用eps泡沫外涂環(huán)氧樹脂方式，便于成型和

4、制作，模具內(nèi)部預(yù)留元件安裝位置，右圖為制作好的電阻和電容模具;（3）在模具上涂刷環(huán)氧樹脂;（4）鋪設(shè)一層碳纖維織布，用刮刀壓平織布，將氣泡盡量排出，待自然固化;（5）再重復(fù)步驟2和3，此層盡量平整，以達(dá)到整體尺寸要求;（6）按實(shí)際元件外觀進(jìn)行外部噴涂，元件安裝到位。四、總結(jié)與展望本文已經(jīng)實(shí)現(xiàn)里電阻、電容和基本的數(shù)字芯片等電子元器件的教具模型制作，并且保留其電特性，在實(shí)際教學(xué)中可以直觀的展示元器件的形貌特征，參數(shù)識別，以及元件的測量方法。未來將制作等比例放大的電子線路，預(yù)計(jì)對于電子線路課程教學(xué)將有較大的促進(jìn)作用。參考文獻(xiàn)：1朱和國，張愛文.復(fù)合材料原理m.北京：國防工業(yè)出版社，2013.2馮小明，張崇才.復(fù)合材料m.重慶：重慶大學(xué)出版社，2007.3辛志杰.先進(jìn)復(fù)合材料加工技術(shù)與實(shí)例m.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016.4唐見茂.高性