相關(guān)申請的交叉引用

本申請是2013年12月22日提交、題目為“具有pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件的結(jié)構(gòu)”、律師檔案號為11-0195-us-cnt的在審申請序列號14/138,120的部分繼續(xù)申請并要求了其優(yōu)先權(quán)，并且其是2011年8月17日提交、2013年12月24日授權(quán)、題目為“制造pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器的方法和系統(tǒng)”、律師檔案號為11-0195-us-np的美國非臨時(shí)專利申請序列號13/212,037——現(xiàn)美國專利號8,614,724——的繼續(xù)申請并要求了其優(yōu)先權(quán)，并且其與2011年8月17日提交、2015年4月14日授權(quán)、題目為“用于形成鋯鈦酸鉛納米顆粒的方法”、律師檔案號為uwotl-1-37259的美國非臨時(shí)專利申請序列號13/211,554——現(xiàn)美國專利號9,005,465——有關(guān)，并且其還與2011年8月17日提交、2014年7月1日授權(quán)、題目為“用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的納米顆粒油墨基壓電傳感器的分布式網(wǎng)絡(luò)的方法和系統(tǒng)”、律師檔案號為11-0839-us-np的美國非臨時(shí)專利申請序列號13/212,123——現(xiàn)美國專利號8,766,511——有關(guān)。申請序列號14/138,120、申請序列號13/212,037、申請序列號13/211,544和申請序列號13/212,123的內(nèi)容在此通過引用以其全部并入本文。

背景

1)公開內(nèi)容的領(lǐng)域

本公開內(nèi)容一般地涉及使用利用直接寫入印刷過程(directwritepritingprocess)印刷或沉積的導(dǎo)電材料的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及使用利用直接寫入印刷過程印刷或沉積的導(dǎo)電材料——比如納米顆粒油墨——的防雷系統(tǒng)和方法。本公開內(nèi)容一般地還涉及制造傳感器的方法和系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于制造沉積在結(jié)構(gòu)上的納米顆粒壓電傳感器的方法和系統(tǒng)。

2)相關(guān)領(lǐng)域的描述

由于其高的強(qiáng)度與重量比、耐腐蝕性和其它良好的性質(zhì)，復(fù)合材料被用于多種結(jié)構(gòu)和零部件中，包括在航空器，比如飛機(jī)、宇宙飛船和旋翼飛機(jī)的制造中，和船只、汽車、卡車和其它交通工具的制造中。具體而言，在飛機(jī)建造中，復(fù)合結(jié)構(gòu)和零部件被用于增加形成飛機(jī)的機(jī)身、機(jī)翼、尾部、蒙皮板和其它零部件的參數(shù)(quantity)。

但是，復(fù)合材料的導(dǎo)電性比金屬材料的弱，并且復(fù)合結(jié)構(gòu)和零部件在驅(qū)散來自雷擊或來自p-靜電(沉積靜電(precipitationstatic))的電荷或能量方面可能具有困難，不能如金屬結(jié)構(gòu)和零部件一樣迅速或有效。

已知的系統(tǒng)和方法已經(jīng)被開發(fā)以管理航空器比如飛機(jī)的復(fù)合結(jié)構(gòu)上的雷擊和靜電形成，例如，p-靜電。幾種已知的系統(tǒng)和方法將金屬導(dǎo)體加入到復(fù)合結(jié)構(gòu)和零部件中，或者將各種配置的金屬箔系統(tǒng)并入復(fù)合結(jié)構(gòu)和零部件中。這樣的金屬導(dǎo)體的加入可以包括施加至復(fù)合結(jié)構(gòu)和零部件的金屬分流條(diverterstrip)。這樣的金屬箔系統(tǒng)的并入可以包括使用以嵌入復(fù)合結(jié)構(gòu)和零部件內(nèi)的金屬網(wǎng)的形式的銅或鋁箔。但是，這樣的已知金屬分流條和嵌入的金屬網(wǎng)在處理撓性表面——比如飛機(jī)的機(jī)翼的飛行控制表面——的疲勞方面可能具有困難，并且可能影響它們施加至的或嵌入在其內(nèi)的復(fù)合材料或零部件的結(jié)構(gòu)。

此外，已知的附飾物基系統(tǒng)可用于管理航空器比如飛機(jī)的復(fù)合結(jié)構(gòu)上的雷擊和靜電形成，例如，p-靜電。這樣的已知附飾物基系統(tǒng)使用介電和導(dǎo)電材料的交替層，其作為附飾物被施加在復(fù)合結(jié)構(gòu)表面之上并利用粘合劑被固定至表面。但是，這樣的已知附飾物可以不在零件的制造或鋪疊(layup)期間安裝或施加，并且通?？梢栽谥圃旌笤诙尾僮髦邪惭b或施加。這可能導(dǎo)致降低的可生產(chǎn)性。進(jìn)一步，這樣的已知附飾物通常包括施加有粘合劑的連續(xù)層并且難以原位修理或替換。

管理雷擊和靜電形成的這樣的已知系統(tǒng)和方法的另一個(gè)困難在于它們不被直接寫入加工，但是可能需要利用特殊鋪疊過程——其可能增加制造的時(shí)間和費(fèi)用——制造，或者在制造之后可能需要在不太永久的、二次操作中施加。

因此，在本領(lǐng)域中存在對于改進(jìn)的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)和方法的需要，該系統(tǒng)和方法用于管理復(fù)合結(jié)構(gòu)和復(fù)合零件的表面上的電荷——比如，來自雷擊和p-靜電的電荷，其提供相對于已知系統(tǒng)和方法的優(yōu)勢。

小傳感器，比如微傳感器，可用于包括在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(shm)系統(tǒng)和方法中的多種應(yīng)用中以連續(xù)監(jiān)測結(jié)構(gòu)比如復(fù)合或金屬結(jié)構(gòu)，和以測量材料特性和應(yīng)力與應(yīng)變水平，從而評估結(jié)構(gòu)的性能、可能的破壞和當(dāng)前狀態(tài)。已知的shm系統(tǒng)和方法可以包括使用集成至聚酰亞胺基底上和連接至電力和通訊接線的小的、剛性的、陶瓷磁盤傳感器。這樣的已知傳感器通常手動地利用粘合劑結(jié)合至結(jié)構(gòu)。這樣的手動安裝可以增加勞動和安裝成本并且這樣的粘合劑可以隨著時(shí)間降解并可以導(dǎo)致傳感器與結(jié)構(gòu)的脫離(disbond)。此外，這樣的已知傳感器可以由可以限制它們的使用的剛性的、平的和/或脆性材料制成，例如，在彎曲的或非平的基底表面上的使用可能是困難的。而且，在大批這樣的已知傳感器中，需要的電力和通訊接線的量可能增加結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和重量。

此外，已知的傳感器系統(tǒng)和方法，比如微機(jī)電系統(tǒng)(mems)和方法，可以包括使用在基底上沉積具有納米顆粒的壓電傳感器比如鋯鈦酸鉛(pzt)傳感器。用于制造這樣的mems的已知方法可以包括熔融鹽合成用于直接寫入油墨的pzt粉末。但是，利用這樣的已知方法制造的pzt傳感器的應(yīng)用可以受到pzt傳感器的物理幾何結(jié)構(gòu)的限制。這樣的物理幾何結(jié)構(gòu)限制可以導(dǎo)致不充分的感測能力或不充分的驅(qū)動響應(yīng)。進(jìn)一步，利用這樣的已知方法制造的pzt傳感器可能不能夠在如下區(qū)域中被應(yīng)用或定位：在該區(qū)域中由于pzt傳感器制造方法它們的功能可以是重要的。例如，已知的熔融鹽合成方法可能需要在比某些應(yīng)用基底可以耐受的更高溫度下加工。

進(jìn)一步，這樣的已知mems系統(tǒng)和方法也可以包括使用具有納米顆粒的傳感器，該納米顆粒還沒有結(jié)晶并且與已經(jīng)結(jié)晶的納米顆粒相比可能效率較低。非結(jié)晶結(jié)構(gòu)通常具有更大的分裂——其導(dǎo)致對應(yīng)變和壓力的降低的響應(yīng)靈敏度，而結(jié)晶結(jié)構(gòu)通常具有更大的內(nèi)部組織——其導(dǎo)致對應(yīng)變增加的響應(yīng)靈敏度和對于操作能量的降低的必要性。另外，傳感器的納米顆粒對于一些已知的沉積過程和系統(tǒng)——比如噴射霧化沉積(jad)過程——而言可能太大，并且這樣的納米顆?？赡苄枰邷囟葻Y(jié)/結(jié)晶過程，這可以導(dǎo)致對溫度敏性基底或結(jié)構(gòu)的破壞。

因此，在本領(lǐng)域存在對于制造具有納米顆粒的pzt壓電傳感器的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)的需要，該納米結(jié)構(gòu)可以在結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)和方法中使用，其中這樣的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)提供相對于已知的方法和系統(tǒng)的優(yōu)勢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開內(nèi)容的實(shí)例實(shí)施提供了改進(jìn)的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)和方法。如在下面的具體實(shí)施方式中討論的，改進(jìn)的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)和方法的實(shí)施方式可以提供相對于用于管理結(jié)構(gòu)的表面上的電荷的已知系統(tǒng)和方法的顯著優(yōu)勢。

在本公開內(nèi)容的實(shí)施方式中，提供了用于轉(zhuǎn)移電荷的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)。該導(dǎo)電體通路系統(tǒng)包括基底，其具有待在其上印刷的第一表面并具有一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)。

直接寫入導(dǎo)電材料圖案形成與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路。與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路將電荷從第一表面轉(zhuǎn)移至一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)。

在本公開內(nèi)容的另一實(shí)施方式中，提供了航空器。航空器包括具有導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的航空器結(jié)構(gòu)。

導(dǎo)電體通路系統(tǒng)包括涂底漆的基底(primedsubstrate)，其具有待在其上印刷的涂底漆的表面并且具有一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)。導(dǎo)電體通路系統(tǒng)進(jìn)一步包括直接寫入導(dǎo)電材料圖案，其包括經(jīng)由直接寫入印刷過程直接印刷在涂底漆的表面上的網(wǎng)格圖案。直接寫入導(dǎo)電材料圖案形成與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路。

導(dǎo)電體通路系統(tǒng)進(jìn)一步包括在直接寫入導(dǎo)電材料圖案之上施加的導(dǎo)電涂層。導(dǎo)電體通路系統(tǒng)進(jìn)一步包括在導(dǎo)電涂層之上施加的外涂層。與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路將航空器結(jié)構(gòu)的外表面上的來自雷擊或來自沉積靜電(p-靜電)的電荷轉(zhuǎn)移至一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)。

在本公開內(nèi)容的另一實(shí)施方式中，提供了制造用于轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)上的電荷的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的方法。該方法包括提供結(jié)構(gòu)的步驟，該結(jié)構(gòu)具有待在其上印刷的表面并具有一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)。該方法進(jìn)一步包括經(jīng)由直接寫入印刷過程將直接寫入導(dǎo)電材料圖案印刷至結(jié)構(gòu)的表面上以形成一個(gè)或多個(gè)電通路的步驟。該方法進(jìn)一步包括將一個(gè)或多個(gè)電通路與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)互相連接以將來自表面的電荷轉(zhuǎn)移至一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)的步驟。

此外，滿足了對于制造具有納米顆粒的鋯鈦酸鉛(pzt)壓電傳感器的方法和系統(tǒng)的需要，所述納米顆粒可以在結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)和方法中使用。如在下面的具體實(shí)施方式中討論的，該方法和系統(tǒng)的實(shí)施方式可以提供相對于現(xiàn)有方法和系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢。

在本公開內(nèi)容的另一實(shí)施方式中，提供了制造鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨基壓電傳感器的方法。該方法包括配制pzt納米顆粒油墨。該方法進(jìn)一步包括經(jīng)由油墨沉積過程沉積pzt納米顆粒油墨至基底上以形成pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器。

在本公開內(nèi)容的另一實(shí)施方式中，提供了制造鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨基壓電傳感器的方法。該方法包括配制包含預(yù)結(jié)晶的(pre-crystallized)pzt納米顆粒的pzt納米顆粒油墨。該方法進(jìn)一步包括將pzt納米顆粒油墨懸浮在溶膠-凝膠基助粘劑中。該方法進(jìn)一步包括經(jīng)由直接寫入印刷過程沉積pzt納米顆粒油墨至基底上以形成pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器。

在本公開內(nèi)容的另一實(shí)施方式中，提供了用于制造鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨基壓電傳感器的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括配制的pzt納米顆粒油墨。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括油墨沉積裝置，其將pzt納米顆粒油墨沉積至基底上以形成pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器。該結(jié)構(gòu)可以具有非彎曲的或平的表面、彎曲的或非平的表面、或非彎曲的或平的表面和彎曲的或非平的表面的組合。pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器可以沉積至結(jié)構(gòu)的表面上，其中一個(gè)或多個(gè)絕緣層、涂層、或油漆層在結(jié)構(gòu)的主體和pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器之間。

在本公開內(nèi)容的另一實(shí)施方式中，提供了結(jié)構(gòu)，其包括基底和沉積在該基底上的直接寫入沉積的鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨基壓電傳感器組件。該pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件包括pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器，其包括經(jīng)由油墨沉積直接寫入印刷過程沉積至基底上的pzt納米顆粒油墨。一旦沉積，該pzt納米顆粒油墨不需要高溫?zé)Y(jié)/結(jié)晶過程。該pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件進(jìn)一步包括連接至pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器的電力和通訊電線組件。該電力和通訊電線組件包括經(jīng)由油墨沉積直接寫入印刷過程沉積至基底上的導(dǎo)電油墨。

在本公開內(nèi)容的另一實(shí)施方式中，提供了復(fù)合結(jié)構(gòu)，其包括復(fù)合基底和沉積在該復(fù)合基底上的直接寫入沉積的鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨基壓電傳感器組件。該pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件包括pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器，其包括經(jīng)由油墨沉積直接寫入印刷過程沉積至復(fù)合基底上的pzt納米顆粒油墨。一旦沉積，該pzt納米顆粒油墨不需要高溫?zé)Y(jié)/結(jié)晶過程。該pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件進(jìn)一步包括連接至pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器的電力和通訊電線組件。該電力和通訊電線組件包括經(jīng)由油墨沉積直接寫入印刷過程沉積至復(fù)合基底上的導(dǎo)電油墨。

在本公開內(nèi)容的另一實(shí)施方式中，提供了金屬結(jié)構(gòu)，其包括金屬基底和沉積在該金屬基底上的直接寫入沉積的鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨基壓電傳感器組件。該pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件包括pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器，其包括經(jīng)由油墨沉積直接寫入印刷過程沉積至金屬基底上的pzt納米顆粒油墨。一旦沉積，該pzt納米顆粒油墨不需要高溫?zé)Y(jié)/結(jié)晶過程。該pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件進(jìn)一步包括連接至pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器的電力和通訊電線組件。該電力和通訊電線組件包括經(jīng)由油墨沉積直接寫入印刷過程沉積至金屬基底上的導(dǎo)電油墨。該pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件進(jìn)一步包括在金屬基底和直接寫入沉積的鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨基壓電傳感器組件的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器之間沉積的絕緣層。

已經(jīng)討論的特征、功能和優(yōu)勢可以在本公開內(nèi)容的各個(gè)實(shí)施方式中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，或者可以與又其它實(shí)施方式結(jié)合，參考下面的描述和附圖可見其進(jìn)一步細(xì)節(jié)。

附圖說明

結(jié)合附圖參照下面的具體實(shí)施方式可以更好地理解本公開內(nèi)容，附圖圖解了優(yōu)選的和示例性實(shí)施方式，但是其不一定按照比例繪制，其中：

圖1a是示例性飛機(jī)的透視圖的圖解，本公開內(nèi)容的系統(tǒng)和方法的實(shí)施方式中的一個(gè)可以用于該飛機(jī)；

圖1b是飛機(jī)制造和維修方法的實(shí)施方式的流程圖的圖解；

圖1c是飛機(jī)的實(shí)施方式的功能方框圖的圖解；

圖2是沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件的實(shí)施方式中的一個(gè)的橫截面圖的圖解；

圖3是沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件的實(shí)施方式中的另一個(gè)的橫截面圖的圖解；

圖4是沉積在復(fù)合結(jié)構(gòu)上的沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件的實(shí)施方式中的一個(gè)的頂部透視圖的圖解；

圖5是用于制造本公開內(nèi)容的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器的系統(tǒng)的實(shí)施方式中的一個(gè)的方框圖的圖解；

圖6a是用于制造本公開內(nèi)容的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器的油墨沉積過程和裝置的實(shí)施方式中的一個(gè)的示意圖的圖解；

圖6b是正沉積在基底上的pzt壓電納米顆粒油墨基傳感器的全貌圖的圖解；

圖7是使用本公開內(nèi)容的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)施方式中的一個(gè)的示意圖的圖解；

圖8是本公開內(nèi)容的方法的實(shí)施方式的流程圖的圖解；

圖9是本公開內(nèi)容的方法的另一實(shí)施方式的流程圖的圖解；

圖10是油墨沉積過程和油墨沉積裝置的實(shí)施方式的方框圖的圖解，該油墨沉積過程和油墨沉積裝置可用于制造本公開內(nèi)容的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器；

圖11a是本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的實(shí)施方式的頂部透視截面圖的圖解；

圖11b是圖11a的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的橫截面圖的圖解；

圖12a是本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的頂部透視截面圖的圖解；

圖12b是圖12a的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的橫截面圖的圖解；

圖13a是本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的又另一實(shí)施方式的頂部透視截面圖的圖解；

圖13b是圖13a的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的橫截面圖的圖解；

圖14a是本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的又另一實(shí)施方式的頂部透視截面圖的圖解；

圖14b是圖14a的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的橫截面圖的圖解；

圖15是具有以緊固件形式的接地點(diǎn)的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的實(shí)施方式的橫截面圖的圖解；

圖16a是直接寫入導(dǎo)電材料圖案的實(shí)施方式的頂視圖的圖解，該直接寫入導(dǎo)電材料圖案可以在本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的實(shí)施方式中使用；

圖16b是直接寫入導(dǎo)電材料圖案的另一實(shí)施方式的頂視圖的圖解，該直接寫入導(dǎo)電材料圖案可以在本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的實(shí)施方式中使用；

圖16c是直接寫入導(dǎo)電材料圖案的又另一實(shí)施方式的頂視圖的圖解，該直接寫入導(dǎo)電材料圖案可以在本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的實(shí)施方式中使用；

圖17是具有本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)的交通工具的實(shí)施方式的方框圖的圖解；和，

圖18是本公開內(nèi)容的另一種方法的實(shí)施方式的流程圖的圖解。

具體實(shí)施方式

在下文中參照附圖將更充分地描述公開的實(shí)施方式，其中示出了公開的實(shí)施方式中的一些而不是全部。的確，幾個(gè)不同的實(shí)施方式可以被提供并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于本文闡述的實(shí)施方式。而是，這些實(shí)施方式被提供以便本公開內(nèi)容將是全面的和完整的，并且將充分地使本公開內(nèi)容的范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。下面的具體實(shí)施方式執(zhí)行本公開內(nèi)容的當(dāng)前最佳預(yù)期的模式。描述不被以限制意義采用，而是僅僅出于圖解本公開內(nèi)容的一般原理的目的作出，因?yàn)楸竟_內(nèi)容的范圍由所附權(quán)利要求書最好地限定。

現(xiàn)在參閱附圖，圖1a是示例性現(xiàn)有技術(shù)飛機(jī)10的透視圖的圖解，用于制造結(jié)構(gòu)30——比如復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖1a)或金屬結(jié)構(gòu)132(參見圖3)——的鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨基壓電傳感器110(參見圖2)的系統(tǒng)100(參見圖5)、方法200(參見圖8)或方法250(參見圖9)的實(shí)施方式中的一個(gè)可以用于該飛機(jī)。如本文所使用，術(shù)語“pzt”意思是鋯鈦酸鉛——由其在高溫下可以結(jié)合的化學(xué)元素鉛和鋯和化合物鈦酸鹽——組成的壓電、鐵電、陶瓷材料。pzt展示了良好的壓電性質(zhì)。如本文所使用，涉及pzt的術(shù)語“壓電”意思是當(dāng)變形時(shí)pzt跨越其面中的兩個(gè)形成電壓或電勢差——其對于傳感器應(yīng)用是有利的，或者當(dāng)施加外電場時(shí)pzt其物理地改變形狀——其對于制動器應(yīng)用是有利的。出于該應(yīng)用的目的，涉及pzt的術(shù)語“鐵電”意思是pzt具有在電場的存在下可以反轉(zhuǎn)的自發(fā)的電極化或電偶極子。

飛機(jī)10包括機(jī)身12、機(jī)頭14、座艙16、可操作地連接至機(jī)身12的機(jī)翼18、一個(gè)或多個(gè)推進(jìn)單元20、尾翼垂直安定面22和一個(gè)或多個(gè)尾翼水平安定面24。雖然圖1a中示出的飛機(jī)10是商用客機(jī)的一般代表，但是本文公開的系統(tǒng)100和方法200、250也可以在其它類型的飛機(jī)中采用。更具體地，公開的實(shí)施方式的教導(dǎo)可以被應(yīng)用至其它客機(jī)、貨機(jī)、軍用飛機(jī)、旋翼飛機(jī)、和其它類型的飛機(jī)或飛行器、以及航空航天飛行器比如衛(wèi)星、空間運(yùn)載器(spacelaunchvehicle)、火箭和其它類型的航空航天飛行器。還可以理解的是，根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)、方法和裝置的實(shí)施方式可以在其它交通工具，比如船和其它船只、火車、汽車、卡車、公共汽車和其它類型的交通工具中利用。還可以理解的是根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)、方法和裝置的實(shí)施方式可以在建筑結(jié)構(gòu)、渦輪葉片、醫(yī)療設(shè)備、電子致動儀器、消費(fèi)電子設(shè)備、震動儀器、無源和有源阻尼器或其它適合的結(jié)構(gòu)中利用。

現(xiàn)在參照圖1b和1c，圖1b是飛機(jī)制造和維修方法31的實(shí)施方式的流程圖的圖解。圖1c是飛機(jī)46的實(shí)施方式的功能方框圖的圖解。參照圖1b-1c，本公開內(nèi)容的實(shí)施方式可以在如圖1b中示出的飛機(jī)制造和維修方法31和如圖1c中示出的飛機(jī)46的背景下描述。在預(yù)生產(chǎn)期間，示例性飛機(jī)制造和維修方法31(參見圖1b)可以包括飛機(jī)46(參見圖1c)的規(guī)格和設(shè)計(jì)32(參見圖1b)和材料采購34(參見圖1b)。在制造期間，進(jìn)行飛機(jī)46(參見圖1c)的部件和子組件制造36(參見圖1b)和系統(tǒng)集成38(參見圖1b)。其后，飛機(jī)46(參見圖1c)可以經(jīng)歷認(rèn)證和交付40(參見圖1b)以便于投入運(yùn)行42(參見圖1b)。雖然由顧客投入運(yùn)行42(參見圖1b)，但是飛機(jī)46(參見圖1c)可以被安排進(jìn)行日常維護(hù)和維修44(參見圖1b)，其還可以包括改型、重構(gòu)、翻新及其它適合的維修。

飛機(jī)制造和維修方法31(參見圖1b)的每個(gè)過程的可以由系統(tǒng)集成商、第三方和/或操作員(例如，顧客)執(zhí)行或?qū)嵤?。出于該描述的目的，系統(tǒng)集成商可以包括但不限于任何數(shù)目的飛機(jī)制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可以包括但不限于任何數(shù)目的銷售商、分包商和供應(yīng)商；并且操作員可以包括航空公司、租賃公司、軍事實(shí)體、服務(wù)組織和其它適合的操作員。

如圖1c中所示，通過示例性飛機(jī)制造和維修方法31(參見圖1b)生產(chǎn)的飛機(jī)46可以包括機(jī)體48以及多個(gè)系統(tǒng)50和內(nèi)部52。如圖1c中進(jìn)一步示出的，系統(tǒng)50的實(shí)例可以包括推進(jìn)系統(tǒng)54、電氣系統(tǒng)56、液壓系統(tǒng)58和環(huán)境系統(tǒng)60中的一種或多種?？梢园ㄈ魏螖?shù)目的其它系統(tǒng)。雖然示出了航空航天實(shí)例，但是本公開內(nèi)容的原理可以應(yīng)用至其它工業(yè)，比如汽車工業(yè)。

本文呈現(xiàn)的方法和系統(tǒng)可以在飛機(jī)制造和維修方法31(參見圖1b)的階段中的任何一個(gè)或多個(gè)期間采用。例如，與部件和子組件制造36(參見圖1b)對應(yīng)的部件或子組件可以以與飛機(jī)46(參見圖1c)投入運(yùn)行42(參見圖1b)時(shí)生產(chǎn)的部件或子組件類似的方式制造。而且，一個(gè)或多個(gè)裝置實(shí)施方式、方法實(shí)施方式或其組合可以在部件和子組件制造36(參見圖1b)和系統(tǒng)集成38(參見圖1b)期間利用，例如，通過大幅度加快飛機(jī)46的組裝或降低飛機(jī)46(參見圖1c)的成本。類似地，裝置實(shí)施方式、方法實(shí)施方式或其組合中的一種或多種可以在飛機(jī)46(參見圖1c)投入運(yùn)行42(參見圖1b)——例如并且不限于，維護(hù)和維修44(參見圖1b)——時(shí)利用。

在本公開內(nèi)容的實(shí)施方式中，提供了用于制造鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨基壓電傳感器110的系統(tǒng)100。圖5是用于制造本公開內(nèi)容的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110(還參見圖2)的系統(tǒng)100的實(shí)施方式中的一個(gè)的方框圖的圖解。如圖5中所示，用于制造pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的系統(tǒng)100包括配制的鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨104。該pzt納米顆粒104包括納米級pzt油墨顆?；蚣{米顆粒106。優(yōu)選地，納米級pzt油墨納米顆粒是預(yù)結(jié)晶的。pzt納米顆粒油墨104優(yōu)選地具有范圍在大約20納米至大約1微米的范圍內(nèi)的納米級pzt顆粒大小。納米級pzt油墨顆粒大小允許使用寬范圍的油墨沉積方法、裝置和系統(tǒng)沉積pzt納米顆粒油墨104，并且具體地，允許使用噴射霧化沉積方法126(參見圖6a和10)系統(tǒng)和噴射霧化沉積裝置146(參見圖6a和10)沉積pzt納米顆粒油墨104。pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以具有在大約1微米到大約500微米的范圍內(nèi)的厚度。pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的厚度可以根據(jù)pzt納米顆粒的納米顆粒大小的因數(shù)(factor)和導(dǎo)電電極114、118(參見圖2)的厚度測量。pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的厚度還可以取決于pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的大小，因?yàn)楹线m的縱橫比可以增加pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的靈敏度。

pzt納米顆粒油墨104可以進(jìn)一步包括溶膠-凝膠基助粘劑108(參見圖5)，其用于促進(jìn)pzt納米顆粒油墨104粘合至基底101?？蛇x地，pzt納米顆粒油墨104可以進(jìn)一步包括聚合物基助粘劑，比如環(huán)氧樹脂或其它適合的聚合物基助粘劑。納米級pzt油墨納米顆粒106可以懸浮在二氧化硅溶膠-凝膠中，并且然后使用油墨沉積方法122比如直接寫入印刷方法124沉積。在pzt納米顆粒油墨配方中的二氧化硅溶膠-凝膠與某些已知助粘劑相比使得pzt納米顆粒油墨104能夠結(jié)合至更多種類的基底。pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110優(yōu)選地具有基于超聲波傳播和機(jī)電阻抗的模態(tài)。

配制的鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨104可以通過在2011年8月17的同時(shí)提交的題目為“用于形成鋯鈦酸鉛納米顆粒的方法”、律師檔案號為uwotl-1-37259的美國非臨時(shí)專利申請序列號13/211,554中公開的方法配制，該專利申請?jiān)诖送ㄟ^引用以其全部并入本文。

具體地，在這樣的公開內(nèi)容中，提供了用于形成鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒的方法。pzt納米顆粒由包括鉛源、鈦源、鋯源和礦化劑的前體溶液形成，該溶液經(jīng)歷根據(jù)以下反應(yīng)(“水熱過程”)的水熱過程：

在提供的方法中，形成的pzt納米顆粒的性質(zhì)至少由礦化劑濃度、處理時(shí)間、加熱速率和冷卻速率決定。

在一方面，提供了用于形成多種pzt納米顆粒(在本文中還被稱為“納米晶體”)的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法包括如下步驟：(a)提供包括礦化劑溶液、鈦源、鋯源和鉛源的水性前體溶液；和(b)加熱該前體溶液以產(chǎn)生pzt納米顆粒，其中加熱該前體溶液包括至少包含如下順序步驟的第一加熱方案：(i)在第一速率下加熱前體溶液至第一溫度，其中所述第一速率在大約1℃/min(攝氏度每分鐘)和大約30℃/min之間，并且其中所述第一溫度在大約120℃和大約350℃之間；(ii)在第一溫度下保持第一保持時(shí)間，其中所述第一保持時(shí)間在大約5至大約300分鐘之間；和(iii)在第二速率下冷卻以提供納米顆粒pzt溶液，其包括具有在大約20nm(納米)和大約1000nm之間的最小尺寸的懸浮的多種鈣鈦礦pzt納米顆粒，其中所述第二速率在大約1℃/min和大約30℃/min之間。

前體溶液.前體溶液由被加工以形成pzt納米顆粒的反應(yīng)物限定。具體地，前體溶液至少包括鈦源、鋯源、鉛源和礦化劑。前體溶液任選地包括另外的溶劑或穩(wěn)定劑，如將在下面更詳細(xì)討論的。

前體溶液的成分可以全部在單一反應(yīng)容器中同時(shí)組合，或者可以逐步組合，這取決于前體溶液的成分的特性和潛在需要以使在水熱反應(yīng)之前前體的成分之間的相互作用最小化以產(chǎn)生pzt納米顆粒。例如，鈦源和鋅源可以結(jié)合以形成前體凝膠，其然后與水性形式的鉛源和礦化劑組合以提供前體溶液。這樣的途徑允許最大限度控制每種反應(yīng)物(即，鈦源、鋯源和鉛源)的相對摩爾量的。

鉛源、鈦源和鋯源以足以獲得具有式pbxziytizo3的pzt納米顆粒的摩爾量存在于前體溶液中，其中x在0.8和2之間，其中y在0.4和0.6之間，并且其中y加z等于1。例如，鈣鈦礦pzt納米顆粒的通式為pb(zr0.52ti0.48)o3。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，鉛、鋯和鈦的相對量可以在提供的范圍內(nèi)改變以產(chǎn)生期望性質(zhì)的pzt納米顆粒。

前體溶液中的鈦源可以是允許根據(jù)本文提供的方法形成pzt顆粒的任何含鈦化合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，鈦源是ti[och(ch3)2]4。另外的鈦源可以包括tio2、tio2*nh2o、ti(oc4h9)、ti(no3)2、ticl3、ticl4。

前體溶液中的鋯源可以是允許根據(jù)本文提供的方法形成pzt顆粒的任何含鋯化合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，鋯源是zr[o(ch2)2ch3]4。另外的鋯源可以包括zr(no3)4*5h2o、zrocl2*8h2o、zro2*nh2o、zro2。

前體溶液中的鉛源可以是允許根據(jù)本文提供的方法形成pzt顆粒的任何含鉛化合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，鉛源是pb(ch3cooh)2。另外的鉛源可以包括pb(no3)2、pb(oh)2、pbo、pb2o3、pbo2。

在某些實(shí)施方式中，過量的鉛被加入至前體溶液。如本文所使用，術(shù)語“過量的鉛”指的是對于鉛源大于1的比率量。過量的鉛是用于對pzt納米顆粒的性質(zhì)施加進(jìn)一步控制的方式。通常，過量的鉛通過加入過量的與上面描述的相同鉛源在前體溶液中實(shí)現(xiàn)。例如，如果鉛源是三水合醋酸鉛，則加入到前體溶液的任何量的三水合醋酸鉛——其導(dǎo)致三水合醋酸鉛的比率與與鋯源和鈦源相比大于1——將被視為過量的鉛。在某些實(shí)施方式中，過量的鉛來自第二種不同的鉛源。

過量的鉛不改變pzt納米顆粒的化學(xué)組成，而是改變水熱反應(yīng)條件以對形成的pzt納米顆粒產(chǎn)生幾種期望的作用。雖然過量的鉛不改變pzt納米顆粒的基本晶體結(jié)構(gòu)，但是其改善形態(tài)，減少無定形副產(chǎn)物，并降低顆粒之間的凝聚程度。

過量的鉛的一種較不期望的副作用是其還導(dǎo)致形成為雜質(zhì)的氧化鉛化合物。但是該氧化鉛雜質(zhì)可以通過用適合的溶劑(例如，稀釋的醋酸)洗滌形成的pzt納米顆粒來去除。

前體溶液中的礦化劑促進(jìn)在水熱過程期間形成pzt。礦化劑充當(dāng)氫氧根離子的來源以促進(jìn)pzt的水熱合成。代表性的礦化劑包括koh、naoh、lioh、nh4oh和其組合。如果礦化劑是液體比如naoh，則在加入前體溶液的其它成分之前，礦化劑溶液中的礦化劑的濃度是大約0.2m到大約15m。如果礦化劑是固體，比如koh，則去離子水首先被加入到zr、ti、pb混合物，并且然后加入固體礦化劑。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知，最佳的礦化劑濃度取決于水熱過程的條件。

礦化劑的濃度影響產(chǎn)生的pzt納米顆粒的大小。例如，如果所有其他處理?xiàng)l件相同，則使用5m和10mkoh礦化劑形成的類似pzt納米顆粒具有類似的形態(tài)，但是5m礦化劑導(dǎo)致與利用10m礦化劑形成的那些相比更小的納米顆粒。

在某些實(shí)施方式中，穩(wěn)定劑被加入至前體以阻止在水熱過程之前前體的某些成分的凝膠化和/或沉淀。即，可以需要穩(wěn)定劑以在水熱過程之前維持溶液中前體的所有必需成分。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，乙酰丙酮(“acac”)被加入至鈦源(例如，異丙氧基鈦)以在反應(yīng)之前阻止凝膠化和沉淀以形成pzt。在另一實(shí)施方式中，丙氧化物被加入至鈦源。

前體溶液通常是水性的，但是將理解也可以使用能夠溶劑化前體溶液的成分并促進(jìn)形成pzt納米顆粒的任何其它溶劑。水的替代選擇可以包括水溶液、水和有機(jī)溶劑的混合物、或弱有機(jī)酸，例如，乙二胺、ch2cl2、銨鹽、醋酸或其他適合的替代選擇。

在示例性實(shí)施方式中，前體溶液包括作為礦化劑溶液的koh、作為鈦源的異丙氧基鈦、作為鋯源的正丙氧基鋯、作為鉛源的三水合醋酸鉛、作為穩(wěn)定劑的乙酰丙酮、和水。三水合醋酸鉛、正丙氧基鋯和異丙氧基鈦以大約1到大約2份三水合醋酸鉛、大約0.5到大約1份正丙氧基鋯和大約0.8到大約1.6份異丙氧基鈦的重量比存在于前體中。koh礦化劑前體溶液為從大約0.2到大約15m。

加熱方案.pzt納米顆粒通過前體溶液的水熱加工形成。水熱過程包括包含下列的加熱方案：升溫(heatingramp)至第一溫度，在第一溫度下保持和降溫(coolingramp)至室溫。

加熱方案在大于1atm(大氣)的壓力下執(zhí)行。因此，前體溶液包含在配置為加熱和加壓二者的裝置內(nèi)。在某些實(shí)施方式中，在加熱方案期間施加的壓力為大約1atm至大約20atm。在示例性實(shí)施方式中，前體溶液包含在高壓釜內(nèi)并且在加熱方案的過程內(nèi)在高壓釜中創(chuàng)建自生壓力?？蛇x地，恒壓可以通過泵或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它裝置提供。

在一個(gè)實(shí)施方式中，加熱前體溶液以產(chǎn)生pzt納米顆粒至少包括如下的順序步驟：(i)在第一速率下加熱前體溶液至第一溫度，其中所述第一速率在大約1℃/min(攝氏度每分鐘)和大約30℃/min之間，并且其中所述第一溫度在大約120℃和大約350℃之間；(ii)在第一溫度下保持第一保持時(shí)間，其中所述第一保持時(shí)間在大約5分鐘至大約300分鐘之間；和(iii)在第二速率下冷卻以提供納米顆粒pzt溶液，其包括具有在大約20nm(納米)和大約1000nm之間的最小尺寸的懸浮的多種鈣鈦礦pzt納米顆粒，其中所述第二速率在大約1℃/min和大約30℃/min之間。

升溫速率(“第一速率”)被用于將前體溶液的溫度從大約室溫(trt)升高至最高水熱加工溫度(tmax)。第一速率為從大約1℃/min至大約30℃/min。

加工溫度(“第一溫度”，tmax)在大約120℃(攝氏度)和大約350℃之間。在某些實(shí)施方式中，第一溫度是200℃或更低。雖然加熱方案在本文中主要被描述為包括溶液被加熱至的單一第一溫度，但是應(yīng)當(dāng)理解，公開的方法預(yù)期第一溫度的變化，該變化可以起因于水熱反應(yīng)或加熱儀器的不精確。而且，加熱方案的加熱步驟可以包括加熱的前體溶液經(jīng)歷的第二、第三或進(jìn)一步的溫度。第二、第三或進(jìn)一步的溫度可以根據(jù)需要高于或低于第一溫度，以產(chǎn)生期望的pzt納米顆粒。

第一速率對于控制產(chǎn)生的pzt納米顆粒的大小是特別重要的。在這一點(diǎn)上，由于前體溶液的溫度從trt加熱至tmax，因此存在中間溫度tnuc，在該溫度下pzt晶體開始成核(“成核區(qū)”)。最佳的pzt晶體生長在tmax出現(xiàn)，并且在低于tmax的溫度下成核的任何晶體與在tmax成核的pzt晶體相比很可能生長更大，具有更大的聚集體和/或更高的凝聚程度。

緩慢的升降溫速率(ramprate)導(dǎo)致前體溶液在tnuc和tmax之間耗費(fèi)更長的時(shí)間量。因此，緩慢的升降溫速率導(dǎo)致在低于tmax的溫度下更多的pzt晶體成核，這導(dǎo)致不一致的pzt晶體大小和晶體結(jié)構(gòu)。如本文所使用，術(shù)語“緩慢的升降溫速率”指的是低于1℃/min的升降溫速率。

相反，相對快的升降溫速率通過使前體溶液快速地通過tnuc和tmax之間的溫度范圍而導(dǎo)致均勻的pzt晶體成核。如本文所使用，術(shù)語“快速的升降溫速率”指的是10℃/min或更高的升降溫速率。在某些實(shí)施方式中，高升降溫速率是20℃/min或更高的升降溫速率。

作為上面描述的成核動力學(xué)的結(jié)果，升降溫速率越高，生成的pzt顆粒越小。雖然升溫速率影響pzt晶體的大小和數(shù)目，但是其不影響晶體結(jié)構(gòu)。同樣，冷卻速率不影響晶體結(jié)構(gòu)。

加熱方案的“保持”步驟使得pzt晶體形成和生長。保持步驟在第一溫度下為大約5分鐘和大約300分鐘之間。通常，更長的保持時(shí)間導(dǎo)致更大的晶體。保持時(shí)間優(yōu)選地允許晶體生長。如果保持時(shí)間太短，最終產(chǎn)物可能不具有pzt組成。

在保持階段之后，加熱方案進(jìn)行至“冷卻”步驟。冷卻速率以“第二速率”從最大加工溫度使溫度降低至室溫。冷卻速率的范圍為從大約1℃/min至大約30℃/min。冷卻速率影響pzt納米顆粒的幾個(gè)方面。冷卻速率部分地決定形成的pzt納米顆粒的形態(tài)和大小。相對快的冷卻速率——例如，大約20℃每分鐘的冷卻速率——導(dǎo)致pzt納米顆粒在100nm到500nm范圍內(nèi)和明顯的立方體形狀。

另外，相對快的冷卻速率導(dǎo)致物理地結(jié)合——與化學(xué)地結(jié)合相反——的pzt納米顆粒。物理地結(jié)合的pzt納米顆粒比化學(xué)地結(jié)合的那些更好，因?yàn)槲锢淼亟Y(jié)合的納米顆粒的分離比化學(xué)地結(jié)合的納米顆粒(例如，通過機(jī)械攪拌)的分離更容易實(shí)現(xiàn)。最后，更快的冷卻速率使得最終產(chǎn)物中pbtio3相的存在最小化。這是期望的，不僅僅是因?yàn)閜btio3是為了獲得純凈的pzt納米顆粒而必須被去除的雜質(zhì)，而且是因?yàn)樾纬蓀btio3還通過消耗除了pzt之外的形式的鉛和鈦降低pzt生成反應(yīng)的產(chǎn)率。

在某些實(shí)施方式中，第二速率足夠大以致于形成為非鈣鈦礦形式的pzt的pzt顆粒。在這一點(diǎn)上，在某些實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括處理納米顆粒pzt溶液以消除非鈣鈦礦形式的pzt的步驟。這樣的處理可以包括化學(xué)輔助的溶解、濕法蝕刻、酸洗、堿洗、和其組合。可以使用選擇性地消除(例如，溶解)非鈣鈦礦pzt的任何方法。例如，稀醋酸洗滌可以被用于消除pzt水熱合成的pbtio3非鈣鈦礦成分。

可選地，代替消除非鈣鈦礦pzt顆粒，在某些實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括從納米顆粒pzt溶液中的非鈣鈦礦形式的pzt分離鈣鈦礦pzt納米顆粒的步驟。最終懸浮液用去離子水、稀釋的酸、或乙醇洗滌以去除非鈣鈦礦形式。

在某些實(shí)施方式中，第二速率足夠大以致于納米顆粒pzt溶液變得過飽和。當(dāng)溶液過飽和時(shí)使得成核和晶體生長，并且當(dāng)濃度達(dá)到平衡時(shí)它們停止。對于所有的溫度，存在對于其的平衡濃度響應(yīng)。因此，當(dāng)?shù)诙俾适蔷徛臅r(shí)，溶液可以過飽和多次，并且晶體可以具有更大機(jī)會生長更大。對于快速的第二速率，初始濃度可以是高于平衡的方式，并且高濃度可以促進(jìn)第二成核連同晶體生長一起出現(xiàn)。當(dāng)濃度高時(shí)成核速率是高的，因此成核和生長二者均是迅速的。因?yàn)槿绱?，最可能的是二次成核和生長將不形成穩(wěn)定的晶體或者形成非晶體，其可以被去除。

形成最小和最高質(zhì)量pzt納米顆粒的途徑使用水熱加工的最短可能加工時(shí)間來實(shí)現(xiàn)，其包括使用高的升溫速率、最快的降溫速率和“中等”礦化劑濃度，因?yàn)槿绻V化劑濃度改變，需要的加工時(shí)間將不同。例如，如果使用5m礦化劑，則加工時(shí)間可以短至一(1)小時(shí)，但是對于2m礦化劑，需要的加工時(shí)間是三(3)小時(shí)。如果礦化劑濃度低于0.4m，則無論加工時(shí)間為多少，將沒有pzt形成。

在冷卻步驟之后，獲得pzt納米顆粒溶液。pzt納米顆粒溶液包含懸浮在水中的多種pzt納米顆粒。pzt納米顆粒溶液可以被過濾或者以其它方式操作以分離pzt納米顆粒。取決于水熱過程的效率，溶液也可以包含pbtio3、pbzro3、pbo、tio2、zro2、koh或其它潛在雜質(zhì)。用醋酸洗滌溶液是去除pbo的一種方法。過量的鉛樣品可以用醋酸洗滌。

如圖5中所示，系統(tǒng)100進(jìn)一步包括油墨沉積裝置142(還參見圖6a)，其將pzt納米顆粒油墨104沉積至基底101上以形成pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110。油墨沉積裝置142和使用油墨沉積裝置142的油墨沉積過程122不需要在基底101上生長pzt晶體166(參見圖6b)。由于pzt晶體166已經(jīng)在pzt納米顆粒中生長，因此一旦在油墨沉積過程122期間沉積，pzt納米顆粒油墨104不需要高溫?zé)Y(jié)過程。油墨沉積裝置142優(yōu)選地包括直接寫入印刷裝置144(參見圖10)。圖10是可以用于制造本公開內(nèi)容的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的油墨沉積裝置和過程的實(shí)施方式的方框圖的圖解。如圖10中所示，直接寫入印刷裝置144可以包括噴射霧化沉積裝置146、噴墨印刷裝置147、氣溶膠印刷裝置190、脈沖激光蒸發(fā)裝置192、苯胺印刷裝置194、微噴霧印刷裝置196、平臺絲網(wǎng)印刷(flatbedsilkscreenprinting)裝置197、輪轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷裝置198或其他適合的絲網(wǎng)印刷裝置、凹版印刷裝置199或其他適合的壓印裝置、或其他適合的直接寫入印刷裝置144。

pzt納米顆粒油墨104可以利用油墨沉積裝置142經(jīng)由油墨沉積過程122沉積至基底101上(參見圖6a和10)。油墨沉積過程122優(yōu)選地包括直接寫入印刷過程124(參見圖10)。如圖10中所示，直接寫入印刷過程124可以包括噴射霧化沉積過程126、噴墨印刷過程128、氣溶膠印刷過程180、脈沖激光蒸發(fā)過程182、苯胺印刷過程184、微噴霧印刷過程186、平臺絲網(wǎng)印刷過程187、輪轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷過程188或其他適合的絲網(wǎng)印刷過程、凹版印刷過程189或其他適合的壓印、或其他適合的直接寫入印刷過程124。

如圖5中所示，基底101可以具有非彎曲的或平的表面136、彎曲的或非平的表面138、或非彎曲的或平的表面136和彎曲的或非平的表面138的組合。如圖2中所示，基底101可以具有第一表面103a和第二表面103b。基底101優(yōu)選地包括復(fù)合材料、金屬材料、復(fù)合材料和金屬材料的組合、或另外的適合的材料。如圖2中所示，基底101可以包括復(fù)合結(jié)構(gòu)102。復(fù)合結(jié)構(gòu)102可以包括復(fù)合材料比如聚合物復(fù)合材料、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、纖維增強(qiáng)聚合物、碳纖維增強(qiáng)塑料(cfrp)、玻璃增強(qiáng)塑料(grp)、熱塑性復(fù)合材料、熱固性復(fù)合材料、環(huán)氧樹脂復(fù)合材料、形狀記憶聚合物復(fù)合材料、陶瓷基體復(fù)合材料、或者另外的適合的復(fù)合材料。如圖3中所示，基底101可以包括金屬結(jié)構(gòu)132。金屬結(jié)構(gòu)132可以包括金屬材料，比如鋁、不銹鋼、鈦、其合金、或另外的適合的金屬或金屬合金?；?01也可以包括其他適合的材料。

圖6a是用于制造本公開內(nèi)容的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的油墨沉積過程122和油墨沉積裝置142的實(shí)施方式中的一個(gè)的示意圖的圖解。示例性的直接寫入印刷過程124和直接寫入印刷裝置144在圖6a中示出，其示出了噴射霧化沉積過程126和噴射霧化沉積裝置146。如圖6a中示出，納米級pzt油墨納米顆粒106可以經(jīng)由入口148被轉(zhuǎn)移至包含溶劑152的混合容器150內(nèi)。納米級pzt油墨納米顆粒106優(yōu)選地與混合容器中的溶劑152混合以形成pzt納米顆粒油墨懸浮液154。pzt納米顆粒油墨懸浮液154可以通過超聲波機(jī)制158霧化以形成霧化的pzt油墨納米顆粒156。霧化的pzt油墨納米顆粒156然后可以被轉(zhuǎn)移通過噴嘴體160并且被引導(dǎo)通過噴嘴尖端162至基底101，用于將pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110沉積和印刷至基底101上。

圖6b是正沉積在基底101上的pzt壓電納米顆粒油墨基傳感器110的全貌圖的圖解。圖6b示出了正在沉積在基底101上以形成pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的噴嘴體160和噴嘴尖端162中的霧化pzt油墨納米顆粒156。如圖6b中所示，pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器(一個(gè)或多個(gè))110可以以定制形狀164，比如字母設(shè)計(jì)、商標(biāo)、標(biāo)識，或標(biāo)志，或幾何形狀比如圓形、正方形、矩形、三角形、或其它幾何形狀，或其他期望的定制形狀沉積至基底101上。油墨沉積過程122和油墨沉積裝置142不需要在基底101上生長pzt晶體166。而且，沉積的納米級pzt油墨納米顆粒106包含不需要任何后處理步驟來生長晶體的晶體狀顆粒結(jié)構(gòu)。pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以沉積至結(jié)構(gòu)30的表面上，一個(gè)或多個(gè)絕緣層、涂層、或油漆層在結(jié)構(gòu)30的主體與pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110之間。

圖2和3顯示了沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件115的實(shí)施方式。圖2是沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件116的實(shí)施方式中的一個(gè)的橫截面圖的圖解，其沉積至包含復(fù)合結(jié)構(gòu)102的基底101上。該沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件116包括連接至充當(dāng)致動器141(參見圖4)的電力和通訊電線組件140的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110。該電力和通訊電線組件140優(yōu)選地由導(dǎo)電油墨168(參見圖4)形成，該導(dǎo)電油墨168可以經(jīng)由油墨沉積裝置142和經(jīng)由油墨沉積過程122沉積至基底101上。充當(dāng)致動器141(參見圖4)的電力和通訊電線組件140可以包括第一導(dǎo)電電極114、第二導(dǎo)電電極118、第一導(dǎo)電追蹤電線112a和第二導(dǎo)電追蹤電線112b。第一導(dǎo)電電極114、第二導(dǎo)電電極118、第一導(dǎo)電追蹤電線112a和第二導(dǎo)電追蹤電線112b可以鄰近pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110。

圖3是沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件130的實(shí)施方式中的另一個(gè)的橫截面圖的圖解，該組件130沉積至包含金屬結(jié)構(gòu)132的基底101上。該沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件130包括連接至充當(dāng)致動器141(參見圖4)的電力和通訊電線組件140的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110。該電力和通訊電線組件140優(yōu)選地由導(dǎo)電油墨168(參見圖4)形成，該導(dǎo)電油墨168經(jīng)由油墨沉積裝置142和經(jīng)由油墨沉積過程122沉積至基底101上。充當(dāng)致動器141的電力和通訊電線組件140可以包括第一導(dǎo)電電極114、第二導(dǎo)電電極118、第一導(dǎo)電追蹤電線112a和第二導(dǎo)電追蹤電線112b。第一導(dǎo)電電極114、第二導(dǎo)電電極118、第一導(dǎo)電追蹤電線112a和第二導(dǎo)電追蹤電線112b可以鄰近pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110。如圖3中所示，沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件130進(jìn)一步包括在包含金屬結(jié)構(gòu)132的基底101與連接至電力和通訊電線組件140的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110之間沉積的絕緣層134。該絕緣層134可以包括絕緣聚合物涂層、介電材料、陶瓷材料、聚合物材料、或其他適合的絕緣材料。

圖4是沉積在復(fù)合結(jié)構(gòu)102上的沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件115的頂部透視圖的圖解。圖4示出了連接至多個(gè)電力和通訊電線組件140的多個(gè)pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110，其全部沉積在復(fù)合結(jié)構(gòu)102上。同樣，對于金屬結(jié)構(gòu)132，沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件130可以具有連接至多個(gè)電力和通訊電線組件140的多個(gè)pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110，其全部沉積在金屬結(jié)構(gòu)132上。

在基底101或結(jié)構(gòu)30(參見圖7)上沉積pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110使得能夠原位安裝pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110，用于應(yīng)用比如結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測。該pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以是高密度結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)170的關(guān)鍵使能器。圖7是使用本公開內(nèi)容的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)170的實(shí)施方式中的一個(gè)的方框圖的圖解。可以使用兩個(gè)或多個(gè)納米顆粒油墨基壓電傳感器110以使得結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)170能夠用于監(jiān)測結(jié)構(gòu)30——比如復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖1a)或金屬結(jié)構(gòu)132(參見圖3)，或另外的適合的結(jié)構(gòu)——的結(jié)構(gòu)健康172，并且提供結(jié)構(gòu)健康數(shù)據(jù)174。結(jié)構(gòu)健康數(shù)據(jù)174可以包括脫離、弱結(jié)合、應(yīng)變水平、水分進(jìn)入、材料改變、裂紋、空隙、脫層、多孔性、或其它適合的結(jié)構(gòu)健康數(shù)據(jù)174或機(jī)電性質(zhì)或其它可以不利地影響結(jié)構(gòu)30的性能的非常規(guī)行為(irregularity)。

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)170優(yōu)選地包括沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件115(還參見圖2和3)。如果與復(fù)合結(jié)構(gòu)102一起使用，沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件115可以包括沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件116(參見圖2)，并且如果與金屬結(jié)構(gòu)132一起使用，可以包括沉積的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器組件130(參見圖3)。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)170可以進(jìn)一步包括電壓供應(yīng)源176，其在用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)170中之前可以被用于極化(poling)pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110。如本文所使用，術(shù)語“極化”意思是通常在升高溫度下通過其強(qiáng)電場被施加穿過材料以定向或?qū)R偶極子或域的過程。電壓供應(yīng)源176也可以驅(qū)動一些pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110使得它們成為發(fā)送詢問信號至其它壓電傳感器110的致動器141。

如圖7中所示，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)170進(jìn)一步包括用于將電力提供至pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的電力源178。電力源178可以包括電池、電壓、rfid(射頻識別)、磁感應(yīng)傳輸、或其他適合的電力源。電力源178可以是無線的。如圖7中所示，系統(tǒng)170可以進(jìn)一步包括用于檢索和處理來自pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的結(jié)構(gòu)健康數(shù)據(jù)174的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)179。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)179可以是無線的。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)179可以檢索比如利用接收器(未示出)自pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110接收的數(shù)據(jù)，并且可以比如利用計(jì)算機(jī)處理器(未示出)處理自pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110接收的數(shù)據(jù)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)179可以是無線的。

在本公開內(nèi)容的實(shí)施方式中，提供了制造鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨基壓電傳感器110的方法200。圖8是本公開內(nèi)容的方法200的實(shí)施方式的流程圖的圖解。方法200包括配制鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨104的步驟202。pzt納米顆粒油墨104包括納米級pzt油墨納米顆粒106。如上面所討論，pzt納米顆粒油墨104優(yōu)選地具有在大約20納米到大約1微米的范圍內(nèi)的納米級pzt顆粒大小。pzt納米顆粒油墨104可以包括溶膠-凝膠基助粘劑108(參見圖5)，用于促進(jìn)pzt納米顆粒油墨104粘合至基底101。pzt納米顆粒油墨104經(jīng)由上面詳細(xì)討論的過程配制。

方法200進(jìn)一步包括經(jīng)由油墨沉積過程122將pzt納米顆粒油墨104沉積至基底101上以形成pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的步驟204。油墨沉積過程122優(yōu)選地包括直接寫入印刷過程124(參見圖10)。如圖10中所示，直接寫入印刷過程124可以包括噴射霧化沉積過程126、噴墨印刷過程128、氣溶膠印刷過程180、脈沖激光蒸發(fā)過程182、苯胺印刷過程184、微噴霧印刷過程186、平臺絲網(wǎng)印刷過程187、輪轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷過程188或其他適合的絲網(wǎng)印刷過程、凹版印刷過程189或其他適合的壓印、或其他適合的直接寫入印刷過程。

基底101優(yōu)選地包括復(fù)合材料、金屬材料、復(fù)合材料和金屬材料的組合、或另外的適合的材料。基底101優(yōu)選地包括第一表面103a和第二表面103b?；?01可以具有非彎曲的或平的表面136(參見圖5)、彎曲的或非平的表面138(參見圖5)、或非彎曲的或平的表面136和彎曲的或非平的表面138(參見圖5)的組合。油墨沉積過程122不需要在基底101上生長pzt晶體166。而且，沉積的納米級pzt油墨納米顆粒106包含不需要任何后處理步驟以生長晶體的晶體狀顆粒結(jié)構(gòu)。pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以以定制形狀164沉積至基底101上(參見圖6b)。

在被用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)170中用于監(jiān)測結(jié)構(gòu)30的結(jié)構(gòu)健康172之前，pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以利用電壓供應(yīng)源176(參見圖7)經(jīng)歷極化過程，然后。在被用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)170中之前，pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以連接至電力和通訊電線組件140，該組件140由經(jīng)由油墨沉積過程122沉積至基底101上的導(dǎo)電油墨168形成。兩個(gè)或多個(gè)pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以被用于使結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)170可行。

在本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式中，提供了制造鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨基壓電傳感器110的方法250。圖9是本公開內(nèi)容的方法250的另一個(gè)實(shí)施方式的流程圖的圖解。方法250包括配制鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨104的步驟252，該油墨104包括預(yù)結(jié)晶的納米級pzt油墨納米顆粒106。

方法250進(jìn)一步包括將pzt納米顆粒油墨104懸浮在溶膠-凝膠基助粘劑108中的步驟254。方法250進(jìn)一步包括經(jīng)由直接寫入印刷過程124將pzt納米顆粒油墨104沉積至基底101上以形成pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的步驟256。如圖10中所示，直接寫入印刷過程124可以包括噴射霧化沉積過程126、噴墨印刷過程128、氣溶膠印刷過程180、脈沖激光蒸發(fā)過程182、苯胺印刷過程184、微噴霧印刷過程186、平臺絲網(wǎng)印刷過程187、輪轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷過程188或其他適合的絲網(wǎng)印刷過程、凹版印刷過程189或其他適合的壓印、或其他適合的直接寫入印刷過程124。

基底101優(yōu)選地包括復(fù)合材料、金屬材料、復(fù)合材料和金屬材料的組合、或其他適合的材料。基底101優(yōu)選地包括第一表面103a和第二表面103b?；?01可以具有非彎曲的或平的表面136(參見圖5)、彎曲的或非平的表面138(參見圖5)、或非彎曲的或平的表面136(參見圖5)和彎曲的或非平的表面138(參見圖5)的組合。油墨沉積過程122不需要在基底101上生長pzt晶體166。而且，沉積的納米級pzt油墨納米顆粒106包含不需要任何后處理步驟以生長晶體的晶體狀顆粒結(jié)構(gòu)。pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以以定制形狀164沉積至基底101上(參見圖6b)。

在被用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)170中用于監(jiān)測結(jié)構(gòu)30的結(jié)構(gòu)健康172之前，pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以利用電壓供應(yīng)源176經(jīng)歷極化過程。在被用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)170中之前，pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以被連接至電力和通訊電線組件140，該電力和通訊電線組件140由經(jīng)由油墨沉積過程122沉積至基底101上的導(dǎo)電油墨168形成。兩個(gè)或多個(gè)pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以被用于使結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)170可行。

結(jié)構(gòu)30可以包括飛機(jī)、宇宙飛船、航空航天飛行器、空間運(yùn)載器、火箭、衛(wèi)星、旋翼飛機(jī)、船只、船、火車、汽車、卡車、公用汽車、建筑結(jié)構(gòu)、渦輪葉片、醫(yī)療設(shè)備、電子致動儀器、消費(fèi)電子設(shè)備、震動儀器、無源和有源阻尼器或其它適合的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)100和方法200、250可以被用于許多工業(yè)，包括例如風(fēng)力發(fā)電(渦輪葉片的健康監(jiān)測)、航空航天應(yīng)用、軍事應(yīng)用、醫(yī)療應(yīng)用、電子致動儀器、消費(fèi)電子產(chǎn)品、或其中結(jié)構(gòu)或材料需要監(jiān)測系統(tǒng)的任何應(yīng)用。

本文公開的用于制造pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的系統(tǒng)100和方法200、250的實(shí)施方式提供了pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110，其可以用于多種應(yīng)用，包括復(fù)合和金屬結(jié)構(gòu)的超聲波損壞檢測、裂紋傳播檢測傳感器、壓力傳感器或其他適合的傳感器。例如，系統(tǒng)100和方法200、250的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110提供飛機(jī)中各個(gè)部件的由始至終的(cradletograve)健康監(jiān)測比如門周圍的損壞檢測、軍事平臺比如軍用飛機(jī)的裂紋生長檢測和空間系統(tǒng)比如低溫罐健康監(jiān)測。pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以提供先前不可利用的、可以影響新的和有效設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)，其可降低成本。

使用直接寫入印刷過程124，和例如，噴射霧化沉積過程126，連同配制的pzt納米顆粒油墨104使得許多pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110沉積至基底101或結(jié)構(gòu)30上，并且以與已知壓電傳感器相比降低的成本。本文公開的系統(tǒng)100和方法200、250的實(shí)施方式提供了pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110，其允許在結(jié)構(gòu)的許多區(qū)域中并且以大量放置pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110，利用已知的壓電傳感器其二者可能是困難的。

而且，本文公開的用于制造pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的系統(tǒng)100和方法200、250的實(shí)施方式提供了相對于已知傳感器具有優(yōu)勢的pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110，因?yàn)樗鼈儾恍枰澈蟿┮詫⑺麄兘Y(jié)合至結(jié)構(gòu)，并且這降低了pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以從結(jié)構(gòu)脫離的可能性。本文公開的用于制造pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的系統(tǒng)100和方法200、250的實(shí)施方式提供了pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110，通過具有良好壓電性質(zhì)的納米級pzt油墨納米顆粒106的可利用性使其可行并且其以在不使用粘合劑的情況下使用的期望配置沉積至基底或結(jié)構(gòu)上。由于pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以在pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110與基底或結(jié)構(gòu)之間不具有粘合劑的情況下沉積至基底或結(jié)構(gòu)，因此可以實(shí)現(xiàn)連接進(jìn)入結(jié)構(gòu)的改進(jìn)的被詢問的信號。

進(jìn)一步，本文公開的用于制造pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的系統(tǒng)100和方法200、250的實(shí)施方式提供了pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110，其不需要手動放置或安裝在基底或結(jié)構(gòu)上并且連同所有需要的電力和通訊電線組件可以被沉積或印刷至基底或結(jié)構(gòu)上，因而降低勞動和安裝成本，以及降低結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和重量。此外，pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110可以由許多直接寫入印刷過程制造，包括噴射霧化沉積過程126；可以由已經(jīng)預(yù)結(jié)晶的納米顆粒大小顆粒制造，并且與還沒有結(jié)晶的已知傳感器相比可以更有效；不需要高溫?zé)Y(jié)/結(jié)晶過程并且因而降低或消除了對溫度敏性基底或結(jié)構(gòu)的可能的損壞；可以沉積至彎曲的或非平面基底或結(jié)構(gòu)上；不具有或具有最小的物理幾何限制并且因而降低了不足的感測能力或不足的致動響應(yīng)的可能性。

最終，本文公開的用于制造pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110的系統(tǒng)100和方法200、250的實(shí)施方式提供了pzt納米顆粒油墨基壓電傳感器110，其在退化或劣勢的實(shí)際形成之前可以被用于預(yù)測結(jié)構(gòu)的這種退化或劣勢，并且因而，可以增加結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)零部件的可靠性，并且可以降低結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)零部件的壽命期間的整體制造和維修成本；并且其具有預(yù)測、監(jiān)測和診斷結(jié)構(gòu)的完整性、健康和適合度的能力，而不必須拆卸或去除結(jié)構(gòu)或向結(jié)構(gòu)內(nèi)鉆孔用于插入任何測量工具。

現(xiàn)參考圖11a-14b，示出了導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300的示例性實(shí)施方式，該導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300具有經(jīng)由接寫入印刷過程124(參見圖10、17)印刷或沉積的直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a-11b)。圖17是并入本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-11b)的交通工具26，比如飛行器26a的實(shí)施方式的方框圖的圖解。

導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b)被配置為轉(zhuǎn)移電荷302(參見圖17)。電荷302(參見圖17)可以包括，例如，來自雷擊302a(參見圖17)的電荷、來自沉積靜電(p-靜電)302b(參見圖17)的電荷、或另外的類型的電荷302(參見圖17)。如本文所使用，“沉積靜電(p-靜電)”意思是在表面上建立的電荷。如本文所使用，“雷擊”意思是表面上的放電。

導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b)優(yōu)選地被配置為轉(zhuǎn)移電荷302(參見圖17)至現(xiàn)有防雷系統(tǒng)356(參見圖17)并且起防雷系統(tǒng)356(參見圖17)的功能。

圖11a是本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300——比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300a的形式——的實(shí)施方式的頂部透視截面圖的圖解。圖11b是圖11a的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300——比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300a的形式——的橫截面圖的圖解。

如圖11a-11b中所示，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300——比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300a的形式——包括基底304，其具有待在其上印刷的第一表面306a、第二表面306b和內(nèi)部305?；?04(參見圖11a-11b)可以包括玻璃纖維材料311(參見圖17)、復(fù)合材料312(參見圖17)、金屬材料314(參見圖17)、復(fù)合材料312(參見圖17)和金屬材料314(參見圖17)的組合316(參見圖17)、和其它適合的材料中的一種或多種。

基底304(參見圖11a-11b)進(jìn)一步具有一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖11a-11b)。接地點(diǎn)318(參見圖11a-11b)可以是限定的接地點(diǎn)，其為預(yù)先存在的或預(yù)先確定的防雷系統(tǒng)356(參見圖17)的一部分，或者是另外的預(yù)先存在的或預(yù)先確定的電氣系統(tǒng)56(參見圖1c)、環(huán)境系統(tǒng)60(參見圖1c)、或交通工具26(參見圖17)——比如飛行器26a(參見圖17)——上的其它系統(tǒng)的一部分。

接地點(diǎn)318(參見圖11a-11b)可以是一個(gè)或多個(gè)接地元件319a(參見圖11a)以及一個(gè)或多個(gè)接地線(groundconnector)319b(參見圖11a)；一個(gè)或多個(gè)緊固件348(參見圖15)；和其它適合的接地點(diǎn)318(參見圖17)中的一種或多種的形式。優(yōu)選地，接地點(diǎn)318(參見圖11a-15、17)由導(dǎo)電材料336(參見圖17)比如導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)制成或者包含其，并且是有效地傳導(dǎo)電荷302(參見圖17)并且使電荷302接地的導(dǎo)體364(參見圖17)。

如圖11a-11b中所示，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300——比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300a的形式——進(jìn)一步包括使用直接寫入印刷過程裝置144(參見圖10、17)經(jīng)由直接寫入印刷過程124(參見圖10、17)直接印刷或沉積至第一表面306a上的直接寫入導(dǎo)電材料圖案320。具體而言，如圖11a中所示，直接寫入導(dǎo)電材料圖案320直接被施加至外表面309，比如外表面309的外模線(outermoldline)310，并且可以壓印在外表面309上，而不是嵌入基底304的內(nèi)部305之內(nèi)。直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a、17)優(yōu)選地在一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖11a、17)之上并沿著其延伸以轉(zhuǎn)移或引導(dǎo)電荷302(參見圖17)或電流至地面。

如圖11a-11b中所示，直接寫入導(dǎo)電材料圖案320具有第一側(cè)面324a和第二側(cè)面324b。直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a-11b)可以優(yōu)選地包括網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a-11b)。網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a-11b)優(yōu)選地由一系列重復(fù)的幾何形狀單元322(參見圖16a-16b)形成，比如包括方形單元322a(參見圖16a)、六邊形單元322b(參見圖16b)、三角形單元322c(參見圖16c)、圓形單元322d(參見圖17)、和其它適合的幾何形狀單元322(參見圖17)中的一種或多種，并且在下面更加詳細(xì)地討論。

直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a-11b)——比如以網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a-11b)的形式——包括一條或多條網(wǎng)格線326(參見圖11a)。直接寫入印刷方法124(參見圖10、17)優(yōu)選地創(chuàng)建具有平滑邊緣而不是尖銳邊緣的網(wǎng)格線326(參見圖11a)，即，電通路334(下面討論的)，并且該邊緣沿著網(wǎng)格線326(參見圖11a)減弱(featureout)以形成一個(gè)或多個(gè)羽狀部分335(參見圖17)。該一個(gè)條多條網(wǎng)格線326(參見圖11a)可以逐漸減弱至網(wǎng)格線326(參見圖11a)的邊緣，其優(yōu)選地降低了從網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a)的不連續(xù)性。

網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a-11b、17)可以是方形網(wǎng)格的形式，其具有例如2(二)英寸寬×2(二)英寸長的大小或尺寸。但是，網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a-11b)可以具有其它適合的尺寸并且可以根據(jù)網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a-11b)印刷或沉積在其上的基底304(參見圖11a、17)或表面28(參見圖17)的大小和尺寸改變。

每條網(wǎng)格線326(參見圖11a)，即，電通路334(下面討論的)，優(yōu)選地具有從大約0.1英寸至大約0.3英寸的寬度327a(參見圖17)。但是，可以使用其他適合的寬度327a(參見圖17)。每條網(wǎng)格線326(參見圖11a)，即，電通路334(下面討論的)，優(yōu)選地具有與任何空氣動力學(xué)條件或其它表面條件匹配并且將不干擾任何空氣動力學(xué)條件或其它表面條件的高度327b(參見圖17)，基底304(參見圖11a)的第一表面306a(參見圖11a)或結(jié)構(gòu)30(參見圖17)的表面28(參見圖17)在該任何空氣動力學(xué)條件或其它表面條件下運(yùn)行。

寬度327a(參見圖17)和高度327b(參見圖17)可以根據(jù)基底304(參見圖11a、17)或結(jié)構(gòu)30(參見圖17)——直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a-11b)，比如以網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a-11b)的形式，印刷或沉積在其上——變化。此外，寬度327a(參見圖17)和高度327b(參見圖17)可以根據(jù)基底304(參見圖11a)的第一表面306a(參見圖11a)或結(jié)構(gòu)30(參見圖17)的表面28(參見圖17)的導(dǎo)電性366(參見圖17)要求，和基底304(參見圖11a)的第一表面306a(參見圖11a)或結(jié)構(gòu)30(參見圖17)的表面28(參見圖17)的撓性368(參見圖17)的量——即撓性表面307(參見圖17)是否存在——改變。

直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a-11b)，比如以網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a-11b)的形式，優(yōu)選地由導(dǎo)電材料336(參見圖17)制成。導(dǎo)電材料336(參見圖17)可以包括導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)，比如銅、鋁、鈦、鎳、青銅、金、銀、其合金或另外的適合的導(dǎo)電金屬材料336a。導(dǎo)電材料336(參見圖17)可以進(jìn)一步包括包含鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨104(參見圖17)的導(dǎo)電油墨168(參見圖17)。導(dǎo)電材料336(參見圖17)，以及直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a-11b)——比如以網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a-11b)的形式——的形狀、寬度327a(參見圖17)和高度327b(參見圖17)可以變化以使導(dǎo)電性366(參見圖17)或撓性368(參見圖17)最大化。

直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a-11b)經(jīng)由直接寫入印刷過程124(參見圖10、17)印刷或沉積。直接寫入印刷過程124(參見圖10、17)可以包括噴射霧化沉積過程126(參見圖10)、噴墨印刷裝置128(參見圖10)、氣溶膠印刷過程180(參見圖10)、脈沖激光蒸發(fā)過程182(參見圖10)、苯胺印刷過程184(參見圖10)、微噴霧印刷過程186(參見圖10)、平臺絲網(wǎng)印刷過程187(參見圖10)、輪轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷過程188(參見圖10)、凹版印刷過程189(參見圖10)、等離子噴涂過程352(參見圖17)、或另外的適合的直接寫入印刷過程124(參見圖10、17)中的一種。

利用等離子噴涂過程352(參見圖17)，導(dǎo)電材料336(參見圖17)可以被沉積為粉末、液體、懸浮液或線，并且被引入等離子流，從等離子體炬發(fā)射。在等離子流中，導(dǎo)電材料336(參見圖17)朝向基底304(參見圖11a)被推動。在那里，熔融液滴變平、快速固化、并形成沉積物。

直接寫入印刷過程124(參見圖10,17)優(yōu)選地使用直接寫入印刷裝置144(參見圖10、17)執(zhí)行或?qū)嵤?。直接寫入印刷裝置144(參見圖10、17)可以包括噴射霧化沉積裝置146(參見圖10)、噴墨印刷裝置147(參見圖10)、氣溶膠印刷裝置190(參見圖10)、脈沖激光蒸發(fā)裝置192(參見圖10)、苯胺印刷裝置194(參見圖10)、微噴霧印刷裝置196(參見圖10)、平臺絲網(wǎng)印刷裝置197(參見圖10)、輪轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷裝置198(參見圖10)、凹版印刷裝置199(參見圖10)、等離子噴涂裝置354(參見圖17)、或另外的適合的直接寫入印刷裝置144(參見圖10、17)中的一種。

圖11a-11b示出了第一側(cè)面324a上的一個(gè)或多個(gè)位置328，在此處直接寫入導(dǎo)電材料圖案320形成與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路334。與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖11a-11b)互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖11a-11b)將電荷302(參見圖17)從第一表面306a(參見圖11a-11b)或外表面309(參見圖11a)轉(zhuǎn)移至一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖11a-11b)。一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖11a-11b)與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖11a-11b)形成互相連接338(參見圖17)以轉(zhuǎn)移或引導(dǎo)電荷302(參見圖17)至地面。優(yōu)選地，電通路334(參見圖11a-11b)是良導(dǎo)體364(參見圖17)，其對于電荷302(參見圖17)的流動給出非常小的電阻或者不具有電阻。

圖12a是本公開內(nèi)容的包含底漆層330的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300——比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300b的形式——的另一個(gè)實(shí)施方式的頂部透視截面圖的圖解。圖12b是圖12a的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300——比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300b的形式——的橫截面圖的圖解。

如圖12a-12b中所示，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300，比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300b的形式，包括基底304，其具有待在其上印刷的第一表面306a和第二表面306b，并具有一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318。

在圖12a-12b中示出的實(shí)施方式中，基底304具有施加在基底304的第一表面306a之上的底漆層330以形成具有涂底漆的表面308的涂底漆的基底304a。底漆層330(參見圖12a-12b)包括第一側(cè)面332a(參見圖12a-12b)和第二側(cè)面332b(參見圖12a-12b)。如圖12a-12b中所示，底漆層330的第二側(cè)面332b鄰近基底304的第一側(cè)面306a。

底漆層330(參見圖12a-12b)可以包括環(huán)氧樹脂底漆比如水可稀釋(waterreducible)環(huán)氧樹脂底漆、溶劑基環(huán)氧樹脂底漆、或另外的適合的環(huán)氧樹脂底漆，聚氨酯底漆，或另外的適合的底漆。

除了底漆層330(參見圖12a-12b)的施加，或可選地除了底漆層330(參見圖12a-12b)的施加，基底304(參見圖12a-12b)也可以經(jīng)歷涂底漆過程333(參見圖17)或者表面處理(surfacepreparation)過程，以涂底漆或處理基底304(參見圖12a-12b)的第一表面306a，或者以涂底漆或處理結(jié)構(gòu)30(參見圖17)的外表面309(參見圖11a)，以便于獲得涂底漆的基底304a(參見圖12a-12b)。例如，涂底漆過程333(參見圖17)或者表面處理過程，以涂底漆或處理第一表面306a(參見圖12a-12b)，或者涂底漆或處理結(jié)構(gòu)30(參見圖17)比如飛行器結(jié)構(gòu)350(參見圖17)的外表面309(參見圖11a)可以包括用清潔劑或溶劑清潔、砂磨或打磨、磨光、拋光、蝕刻、或另外的適合的涂底漆過程333(參見圖17)或表面處理過程。

如圖12a-12b中所示，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300，比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300b的形式，進(jìn)一步包括使用直接寫入印刷過程裝置144(參見圖10、17)經(jīng)由直接寫入印刷過程124(參見圖10、17)直接印刷至涂底漆的表面308上的直接寫入導(dǎo)電材料圖案320。

直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖12a-12b)，比如以網(wǎng)格圖案320a(參見圖12a-12b)的形式，包括一條或多條網(wǎng)格線326(參見圖12a)。如圖12a-12b中所示，直接寫入導(dǎo)電材料圖案320具有第一側(cè)面324a和第二側(cè)面324b。底漆層330(參見圖12a-12b)的第一側(cè)面332a(參見圖12a-12b)鄰近直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖12a-12b)的第二側(cè)面324b(參見圖12a-12b)。

圖12a-12b示出了第一側(cè)面324a上的一個(gè)或多個(gè)位置328，在此處直接寫入導(dǎo)電材料圖案320形成與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路334。與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖12a-12b)互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖12a-12b)將電荷302(參見圖17)從第一表面306a(參見圖12a-12b)或涂底漆的表面308(參見圖12a-12b)轉(zhuǎn)移至一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖12a-12b)。

圖13a是本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300——比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300c的形式——的又另一實(shí)施方式的頂部透視截面圖的圖解，該導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300包括底漆層330和導(dǎo)電涂層340。圖13b是圖13a的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300——比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300c的形式——的橫截面圖的圖解。

如圖13a-13b中所示，在該實(shí)施方式中，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300——比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300c的形式——進(jìn)一步包括在直接寫入導(dǎo)電材料圖案320之上施加的導(dǎo)電涂層340。導(dǎo)電涂層340(參見圖13a-13b)包括第一側(cè)面342a(參見圖13a-13b)和第二側(cè)面342b(參見圖13a-13b)。如圖13a-13b中所示，導(dǎo)電涂層340的第二側(cè)面342b鄰近直接寫入導(dǎo)電材料圖案320的第一側(cè)面324a。

在一個(gè)實(shí)施方式中，導(dǎo)電涂層340(參見圖13a-13b)可以是導(dǎo)電金屬涂漆340a(參見圖13a-13b、17)的形式，該導(dǎo)電金屬涂漆340a由導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)制成或者包含導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)，該導(dǎo)電金屬材料336a包括銅、鋁、鈦、鎳、青銅、金、銀、其合金和其他適合的導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)中的一種或多種。在另一實(shí)施方式中，導(dǎo)電涂層340(參見圖13a-13b)可以是導(dǎo)電密封劑340b(參見圖17)的形式，該導(dǎo)電密封劑340b由導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)制成或者包含導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)，該導(dǎo)電金屬材料336a包括銅、鋁、鈦、鎳、青銅、金、銀、其合金和其他適合的導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)中的一種或多種。導(dǎo)電涂層340(參見圖13a-13b)提供了整體表面保護(hù)以驅(qū)散或分散(spreadout)電荷302(參見圖17)、來自雷擊302a(參見圖17)的能量362(參見圖17)、或者來自沉積靜電(p-靜電)302b(參見圖17)的能量362(參見圖17)。施加或沉積在直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖13a、17)之上的金屬負(fù)載的導(dǎo)電涂層340(參見圖13a-13b)的使用優(yōu)選地增加了導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300的導(dǎo)電性366(參見圖17)，并提供了在直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖13a、17)之上的連續(xù)導(dǎo)電表面，用于增加的雷電保護(hù)。

如圖13a-13b中所示，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300，比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300c的形式，包括基底304，其具有待在其上印刷的第一表面306a和第二表面306b，并具有一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318。

在圖13a-13b中示出的實(shí)施方式中，基底304具有在基底304的第一表面306a之上施加的底漆層330以形成具有涂底漆的表面308的涂底漆的基底304a。底漆層330(參見圖13a-13b)包括第一側(cè)面332a(參見圖13a-13b)和和第二側(cè)面332b(參見圖13a-13b)。如圖13a-13b中所示，底漆層330的第二側(cè)面332b鄰近基底304的第一側(cè)面306a。

如圖13a-13b中所示，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300，比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300c的形式，進(jìn)一步包括使用直接寫入印刷過程裝置144(參見圖10、17)經(jīng)由直接寫入印刷過程124(參見圖10、17)直接印刷至涂底漆的表面308上的直接寫入導(dǎo)電材料圖案320。

直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖13a-13b)，比如以網(wǎng)格圖案320a(參見圖13a-13b)的形式，包括一條或多條網(wǎng)格線326(參見圖13a)。如圖13a-13b中所示，直接寫入導(dǎo)電材料圖案320具有第一側(cè)面324a和第二側(cè)面324b。底漆層330(參見圖13a-13b)的第一側(cè)面332a(參見圖13a-13b)鄰近直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖13a-13b)的第二側(cè)面324b(參見圖13a-13b)。

圖13a-13b示出了第一側(cè)面324a上的一個(gè)或多個(gè)位置328，在此處直接寫入導(dǎo)電材料圖案320形成與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路334。與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖13a-13b)互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖13a-13b)將電荷302(參見圖17)從第一表面306a(參見圖13a-13b)或涂底漆的表面308(參見圖13a-13b)轉(zhuǎn)移至一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖13a-13b)。

圖14a是本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300——比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300d的形式——的又另一實(shí)施方式的頂部透視截面圖的圖解，該導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300包括底漆層330、導(dǎo)電涂層340和外涂層344。圖14b是圖14a的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300——比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300d的形式——的橫截面圖的圖解。

如圖14a-14b中所示，在該實(shí)施方式中，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300，比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300d的形式，進(jìn)一步包括在導(dǎo)電涂層340之上施加的外涂層344。外涂層344(參見圖14a-14b)包括第一側(cè)面346a(參見圖14a-14b)和第二側(cè)面346b(參見圖14a-14b)。如圖14a-14b中所示，外涂層344的第二側(cè)面346b鄰近導(dǎo)電涂層340的第一側(cè)面342a。

外涂層344(參見圖14a-14b)可以起在導(dǎo)電涂層340(參見圖14a-14b)的全部或基本上全部之上的保護(hù)涂層的功能，或者可以出于視覺或美學(xué)外觀目的被施加。外涂層344(參見圖14a-14b)可以包括聚氨酯涂漆或涂層、氨基甲酸酯涂漆或涂層、丙烯酸涂漆或涂層、粘合劑涂層、其組合或其他適合的外涂層344(參見圖17)。優(yōu)選地，外涂層344(參見圖14a-14b)是耐用的、耐磨損和化學(xué)藥品的、耐熱的和視覺上吸引人的。

如圖14a-14b中所示，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300，比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300d的形式，進(jìn)一步包括在直接寫入導(dǎo)電材料圖案320之上施加的導(dǎo)電涂層340。導(dǎo)電涂層340(參見圖14a-14b)包括第一側(cè)面342a(參見圖14a-14b)和第二側(cè)面342a(參見圖14a-14b)。如圖14a-14b中所示，導(dǎo)電涂層340的第一側(cè)面342a鄰近直接寫入導(dǎo)電材料圖案320的第一側(cè)面324a。

如圖14a-14b中所示，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300，比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300d的形式，包括基底304，其具有待在其上印刷的第一表面306a和第二表面306b，并具有一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318。

在圖14a-14b中所示的實(shí)施方式中，基底304具有在基底304的第一表面306a之上施加的底漆層330以形成具有涂底漆的表面308的涂底漆的基底304。底漆層330(參見圖14a-14b)包括第一側(cè)面332a(參見圖14a-14b)和第二側(cè)面332b(參見圖14a-14b)。如圖14a-14b中所示，底漆層330的第二側(cè)面332b鄰近基底304的第一側(cè)面306a。

如圖14a-14b中所示，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300，比如以導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300d的形式，進(jìn)一步包括使用直接寫入印刷過程裝置144(參見圖10、17)經(jīng)由直接寫入印刷過程124(參見圖10、17)直接沉積至涂底漆的表面308上的直接寫入導(dǎo)電材料圖案320。

直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖14a-14b)，比如以網(wǎng)格圖案320a(參見圖14a-14b)的形式，包括一條或多條網(wǎng)格線326(參見圖14a)。如圖14a-14b中所示，直接寫入導(dǎo)電材料圖案320具有第一側(cè)面324a和第二側(cè)面324b。底漆層330(參見圖14a-14b)的第一側(cè)面332a(參見圖14a-14b)鄰近直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖14a-14b)的第二側(cè)面324b(參見圖14a-14b)。

圖14a-14b示出了第一側(cè)面324a上的一個(gè)或多個(gè)位置328，在此處直接寫入導(dǎo)電材料圖案320形成與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路334。與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖14a-14b)互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖14a-14b)將電荷302(參見圖17)從第一表面306a(參見圖14a-14b)或涂底漆的表面308(參見圖14a-14b)轉(zhuǎn)移至一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖14a-14b)。

圖15是具有緊固件348形式的接地點(diǎn)318的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300的實(shí)施方式的橫截面圖的圖解。如圖15中所示，緊固件348比如螺栓348a形式的一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318被用于附加基底304至結(jié)構(gòu)30，比如飛行器結(jié)構(gòu)350，例如，面板結(jié)構(gòu)350b(參見圖17)、縱梁、橫梁、翼梁、或其他適合的飛行器結(jié)構(gòu)350。緊固件348(參見圖15)可以被插入通過基底304的表面28(參見圖15)，比如飛行控制表面350a(參見圖17)，以附加至結(jié)構(gòu)30(參見圖15)。

如圖15中所示，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300被集成至飛行器結(jié)構(gòu)350上，并且直接寫入導(dǎo)電材料圖案320，比如網(wǎng)格圖案320a，被直接施加至緊固件348并在緊固件348之上延伸并且利用導(dǎo)電涂層340——比如以導(dǎo)電密封劑340b的形式——密封。任選的外涂層344(參見圖15)可以被施加至導(dǎo)電涂層340(參見圖15)之上。任選的底漆層330(參見圖15)可以被施加至基底304(參見圖15)之上。

如圖15中所示，基底304具有第一表面306a和第二表面306b。結(jié)構(gòu)30(參見圖15)，比如以飛行器結(jié)構(gòu)350(參見圖15)的形式，包括第一側(cè)面351a(參見圖15)和第二側(cè)面351b(參見圖15)。如圖15中所示，結(jié)構(gòu)30的第一側(cè)面351a鄰近基底304的第二表面306b。

如圖15中所示，任選的底漆層330具有第一側(cè)面332a和第二側(cè)面332b，導(dǎo)電涂層340具有第一側(cè)面342a和第二側(cè)面342b，并且任選的外涂層344具有第一側(cè)面346a和第二側(cè)面346b。圖15示出了電通路334至接地點(diǎn)318——比如以緊固件348的形式——的位置328。

圖16a是直接寫入導(dǎo)電材料圖案320——比如以網(wǎng)格圖案320a的形式——的實(shí)施方式的頂視圖的圖解，該直接寫入導(dǎo)電材料圖案320在本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)的實(shí)施方式中使用。圖16a示出了由網(wǎng)格線326構(gòu)成的網(wǎng)格圖案320a的第一側(cè)面324a，其包括重復(fù)的幾何形狀單元322，比如方形單元322a。如圖16a中進(jìn)一步示出，網(wǎng)格圖案320a包括電通路334(參見圖11a-11b)至接地點(diǎn)318(參見圖11a-14b)的一個(gè)或多個(gè)位置328。

圖16b是直接寫入導(dǎo)電材料圖案320——比如以網(wǎng)格圖案320a的形式——的另一個(gè)實(shí)施方式的頂視圖的圖解，該直接寫入導(dǎo)電材料圖案320在本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)的實(shí)施方式中使用。圖16b示出了由網(wǎng)格線326構(gòu)成的網(wǎng)格圖案320a的第一側(cè)面324a，其包括重復(fù)的幾何形狀單元322，比如六邊形單元322b。如圖16b中進(jìn)一步示出，網(wǎng)格圖案320a包括電通路334(參見圖11a-11b)至接地點(diǎn)318(參見圖11a-14b)的一個(gè)或多個(gè)位置328。

圖16c是在本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)的實(shí)施方式中使用的直接寫入導(dǎo)電材料圖案的又另一個(gè)實(shí)施方式的頂視圖的圖解。圖16c示出了由網(wǎng)格線326構(gòu)成的網(wǎng)格圖案320a的第一側(cè)面324a，其包括重復(fù)的幾何形狀單元322，比如三角形單元322c。如圖16c中進(jìn)一步示出，網(wǎng)格圖案320a包括電通路334(參見圖11a-11b)至接地點(diǎn)318(參見圖11a-14b)的一個(gè)或多個(gè)位置328。

圖17是具有本公開內(nèi)容的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300的交通工具26——比如飛行器26a——的實(shí)施方式的方框圖的圖解。如圖17中所示，交通工具26，比如飛行器26a，包括具有導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300的結(jié)構(gòu)30，比如飛行器結(jié)構(gòu)350。結(jié)構(gòu)30(參見圖17)具有表面28(參見圖17)，比如飛行控制表面350a(參見圖17)。飛行器結(jié)構(gòu)350(參見圖17)可以包括面板結(jié)構(gòu)350b(參見圖17)、縱梁、橫梁、翼梁、或另外的適合的飛行器結(jié)構(gòu)350(參見圖17)。

如圖17中所示，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300包括具有一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318的基底304?；?04(參見圖17)可以包括玻璃纖維材料311(參見圖17)、復(fù)合材料312(參見圖17)、金屬材料314(參見圖17)、復(fù)合材料312(參見圖17)和金屬材料314(參見圖17)的組合316(參見圖17)、和其它適合的材料中的一種或多種。

一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖17)可以是限定的接地點(diǎn)，其是預(yù)先存在的或預(yù)先確定的防雷系統(tǒng)356(參見圖17)的一部分，或者是其他預(yù)先存在的或預(yù)先確定的電氣系統(tǒng)56(參見圖1c)、環(huán)境系統(tǒng)60(參見圖1c)、或交通工具26(參見圖17)比如飛行器26a(參見圖17)上的其它系統(tǒng)的一部分。

接地點(diǎn)318(參見圖17)可以是一個(gè)或多個(gè)接地元件319a(參見圖11a)以及一個(gè)或多個(gè)接地線319b(參見圖11a)；一個(gè)或多個(gè)緊固件348(參見圖17)；和其它適合的接地點(diǎn)318(參見圖17)中的一種或多種的形式。優(yōu)選地，接地點(diǎn)318(參見圖17)由導(dǎo)電材料336(參見圖17)制成或者包含導(dǎo)電材料336(參見圖17)，比如導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)，并且是有效地傳導(dǎo)電荷302(參見圖17)和使電荷302接地的導(dǎo)體364(參見圖17)。

如果底漆層330(參見圖17)被施加至基底304(參見圖17)，或者如果基底304(參見圖17)經(jīng)歷涂底漆過程333(參見圖17)，基底304(參見圖17)可以包括具有涂底漆的表面308(參見圖17)的涂底漆的基底304a(參見圖17)。

如圖17中所示，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300進(jìn)一步包括使用直接寫入印刷過程裝置144(上文詳細(xì)討論的)經(jīng)由直接寫入印刷過程124(上文詳細(xì)討論的)直接印刷或沉積至基底304的第一表面306a(參見圖11a)或結(jié)構(gòu)30(參見圖17)的表面28(參見圖17)上的直接寫入導(dǎo)電材料圖案320，例如，使用等離子噴涂裝置354的等離子噴涂過程352。具體而言，直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖17)可以被直接施加至外表面309(參見圖17)，比如外表面309(參見圖17)的外模線310(參見圖17)，并且可以被沉積或壓印在外表面309(參見圖17)上，而不是被嵌入基底304(參見圖17)的內(nèi)部305(參見圖11a)內(nèi)。

如圖17中所示，直接寫入導(dǎo)電材料圖案320優(yōu)選地包括具有一條或多條網(wǎng)格線326的網(wǎng)格圖案320a，其具有寬度327a和高度327b。直接寫入印刷過程124(參見圖17)優(yōu)選地創(chuàng)建具有平滑邊緣而不是尖銳邊緣的網(wǎng)格線326(參見圖17)，該邊緣沿著網(wǎng)格線326(參見圖17)減弱以形成一個(gè)或多個(gè)羽狀部分335(參見圖17)。如上面所描述，網(wǎng)格線326(參見圖17)的寬度327a(參見圖17)和高度327b(參見圖17)根據(jù)基底304(參見圖17)的第一表面306a(參見圖11a)或結(jié)構(gòu)30(參見圖17)的表面28(參見圖17)的導(dǎo)電性366(參見圖17)要求，和撓性表面307(參見圖17)是否存在可以變化。

網(wǎng)格圖案320a(參見圖17)優(yōu)選地由一系列重復(fù)幾何形狀單元322(參見圖17)構(gòu)成，比如包括方形單元322a(參見圖17)、六邊形單元322b(參見圖17)、三角形單元322c(參見圖17)、圓形單元322d(參見圖17)、和其它適合的幾何形狀單元322(參見圖17)中的一種或多種。

直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖17)，比如以網(wǎng)格圖案320a(參見圖17)的形式，優(yōu)選地由導(dǎo)電材料336(參見圖17)制成，如上文詳細(xì)討論的。導(dǎo)電材料336(參見圖17)可以包括包含鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨104(參見圖17)的導(dǎo)電油墨168(參見圖17)。導(dǎo)電材料336(參見圖17)可以變化以使導(dǎo)電性366(參見圖17)或撓性368(參見圖17)最大化。

直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖17)形成與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖17)互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖17)。直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖17)具有一個(gè)或多個(gè)位置328(參見圖17)，在此處一個(gè)或多個(gè)互相連接338(參見圖17)在一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖17)與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖17)之間形成。

與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖17)互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖17)優(yōu)選地將來自雷擊302a(參見圖17)或來自結(jié)構(gòu)30(參見圖17)比如飛行器結(jié)構(gòu)350(參見圖17)的外表面309(參見圖17)上的沉積靜電(p-靜電)302b(參見圖17)的電荷302(參見圖17)轉(zhuǎn)移至一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖17)。導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖17)的一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖17)可以起雷電保護(hù)路徑358(參見圖17)的功能，并且優(yōu)選地提供了針對由于雷擊302a(參見圖17)造成的電磁作用360(參見圖17)的保護(hù)。

導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300優(yōu)選地分散和驅(qū)散電荷302，比如p-靜電302b(參見圖17)，從而減少交通工具26(參見圖17)比如飛行器26a(參見圖17)上的外表面309(參見圖17)上、或局部區(qū)域中p-靜電302b(參見圖17)的形成。這種分散和驅(qū)散降低了放電370(參見圖17)的可能性，其可以是飛行期間飛行器26a(參見圖17)上的各個(gè)通訊系統(tǒng)的電噪聲的來源。在飛行器26a(參見圖17)著陸之后但是飛行器26a(參見圖17)電接地之前，如果人接觸飛行器26a(參見圖17)的外表面309(參見圖17)比如面板結(jié)構(gòu)350b(參見圖17)或蒙皮，則這種分散和驅(qū)散也降低人員受傷的可能性。

如圖17中所示，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300可以進(jìn)一步包括在直接寫入導(dǎo)電材料圖案320之上施加的導(dǎo)電涂層340。該導(dǎo)電涂層340(參見圖17)優(yōu)選地具有導(dǎo)電性質(zhì)343(參見圖17)，并且可以包括導(dǎo)電金屬涂漆340a(參見圖17)、導(dǎo)電密封劑340b(參見圖17)和其它適合的導(dǎo)電涂層340(參見圖17)中的一種或多種。

如圖17中所示，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300可以進(jìn)一步包括在導(dǎo)電涂層340之上施加的外涂層344。如上面所討論，外涂層344(參見圖17)可以起在導(dǎo)電涂層340(參見圖17)的全部或基本上全部之上的保護(hù)涂層的功能，或者可以被施加出于視覺或美學(xué)外觀目的。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供了制造用于轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)30(參見圖15、17)的表面28(參見圖15、17)上的電荷302(參見圖17)的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-15)的方法400(參見圖18)。圖18是方法400的實(shí)施方式的流程圖的圖解。

如圖18中所示，方法(400)包括提供結(jié)構(gòu)30(參見圖15、17)的步驟402，結(jié)構(gòu)30具有待在其上印刷的表面28(參見圖15、17)并具有一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖15、17)。結(jié)構(gòu)30(參見圖15、17)可以包括具有第一表面306a(參見圖11a)的基底304(參見圖11a)，或具有涂底漆的表面308(參見圖12a)的涂底漆的基底304a(參見圖12a)，其附加至結(jié)構(gòu)30(參見圖15、17)，比如飛行器結(jié)構(gòu)350(參見圖17)。表面28(參見圖15、17)可以包括飛行控制表面350a(參見圖17)并且優(yōu)選地是外表面309(參見圖17)，比如具有外模線310(參見圖17)。

如圖18中所示，方法400可以進(jìn)一步包括任選地在結(jié)構(gòu)30(參見圖15、17)的表面28(參見圖15、17)之上施加底漆層330(參見圖12a-12b、17)的步驟404。如上面所討論，底漆層330(參見圖12a-12b)可以包括環(huán)氧樹脂底漆比如水可稀釋的環(huán)氧樹脂底漆、溶劑基環(huán)氧樹脂底漆、或其他適合的環(huán)氧樹脂底漆，聚氨酯底漆，或其他適合的底漆

除了底漆層330(參見圖12a-12b)的施加，或可選地除了底漆層330(參見圖12a-12b)的施加，基底304(參見圖12a-12b)也可以經(jīng)歷涂底漆過程333(參見圖17)或者表面處理過程，以涂底漆或處理基底304(參見圖12a-12b)的第一表面306a，或者結(jié)構(gòu)30(參見圖17)的表面28(參見圖17)，以便于獲得涂底漆的基底304a(參見圖12a-12b)。例如，涂底漆過程333(參見圖17)或者表面處理過程，以涂底漆或處理第一表面306a(參見圖12a-12b)，或者以涂底漆或處理結(jié)構(gòu)30(參見圖17)比如飛行器結(jié)構(gòu)350(參見圖17)的表面28(參見圖17)比如外表面309(參見圖11a、17)可以包括用清潔劑或溶劑清潔、砂磨或打磨、磨光、拋光、蝕刻、或其他適合的涂底漆過程或表面處理過程。

如圖18中所示，方法400進(jìn)一步包括經(jīng)由直接寫入印刷過程124(參見圖17)將直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖15、17)印刷至結(jié)構(gòu)30(參見圖15、17)的表面28(參見圖15、17)上以形成一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖15、17)的步驟406。印刷步驟406包括印刷包括由導(dǎo)電材料336(參見圖17)制成的網(wǎng)格圖案320a(參見圖15、17)的直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖15、17)，該導(dǎo)電材料336包括銅、鋁、鈦、鎳、青銅、金、銀、其合金、或鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨104(參見圖17)、或另外的適合的導(dǎo)電金屬材料336(參見圖17)。

印刷步驟406(參見圖18)進(jìn)一步包括經(jīng)由直接寫入印刷過程124(參見圖10、17)印刷，該直接寫入印刷過程124包括下列的一種：噴射霧化沉積過程126(參見圖10)、噴墨印刷過程128(參見圖10)、氣溶膠印刷過程180(參見圖10)、脈沖激光蒸發(fā)過程182(參見圖10)、苯胺印刷過程184(參見圖10)、微噴霧印刷過程186(參見圖10)、平臺絲網(wǎng)印刷過程187(參見圖10)、輪轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷過程188(參見圖10)、凹版印刷過程189(參見圖10)和等離子噴涂過程352(參見圖17)。

如圖18中所示，方法400進(jìn)一步包括將一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖15、17)與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖15、17)互相連接以將來自表面28(參見圖15、17)的電荷302(參見圖17)轉(zhuǎn)移至一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖15、17)的步驟408。

如圖18中所示，方法400可以進(jìn)一步包括任選地施加導(dǎo)電涂層340(參見圖15、17)至直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖15、17)之上的步驟410。如上面所討論，導(dǎo)電涂層(參見圖13a-13b)可以是導(dǎo)電金屬涂漆340a(參見圖13a-13b、17)的形式，該導(dǎo)電金屬涂漆340a由導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)制成或者包含導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)，該導(dǎo)電金屬材料336a包括銅、鋁、鈦、鎳、青銅、金、銀、其合金和其它適合的導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)中的一種或多種。在另一實(shí)施方式中，導(dǎo)電涂層340(參見圖13a-13b)可以是導(dǎo)電密封劑340b(參見圖17)的形式，該導(dǎo)電密封劑340b由導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)制成或者包含導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)，該導(dǎo)電金屬材料336a包括銅、鋁、鈦、鎳、青銅、金、銀、其合金和其它適合的導(dǎo)電金屬材料336a(參見圖17)中的一種或多種。導(dǎo)電涂層340(參見圖13a-13b)提供了整體表面保護(hù)以驅(qū)散或分散電荷302(參見圖17)、來自雷擊302a(參見圖17)的能量362(參見圖17)、或者來自沉積靜電(p-靜電)302b(參見圖17)的能量362(參見圖17)。施加或沉積在直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖13a、17)之上的金屬負(fù)載的導(dǎo)電涂層340(參見圖13a-13b)的使用優(yōu)選地增加了導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300的導(dǎo)電性366(參見圖17)，并提供了在直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖13a、17)之上的連續(xù)導(dǎo)電表面，用于增加的雷電保護(hù)。

如圖18中所示，方法400可以進(jìn)一步包括任選地施加外涂層344(參見圖15、17)至導(dǎo)電涂層340(參見圖15、17)之上的步驟412。如上面所討論，外涂層344(參見圖14a-14b)可以起在導(dǎo)電涂層340(參見圖14a-14b)的全部或基本上全部之上的保護(hù)涂層的功能，或者可以出于視覺或美學(xué)外觀目的被施加。外涂層344(參見圖14a-14b)可以包括聚氨酯涂漆或涂層、氨基甲酸酯涂漆或涂層、丙烯酸涂漆或涂層、其組合或其他適合的外涂層344(參見圖17)。優(yōu)選地，外涂層344(參見圖14a-14b)是耐用的、耐磨損和化學(xué)藥品的、耐熱的和視覺上吸引人的。

本文公開的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)和方法400(參見圖18)的實(shí)施方式提供了一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖11a-15、17)，其經(jīng)由直接寫入印刷過程124(參見圖17)印刷或沉積至基底304(參見圖11a)的第一表面306a(參見圖11a)上，或至結(jié)構(gòu)30(參見圖17)的表面28(參見圖17)，比如飛行器結(jié)構(gòu)350(參見圖17)的外表面309(參見圖17)上，并且傳導(dǎo)來自基底304(參見圖11a)的第一表面306a(參見圖11a)，或結(jié)構(gòu)30(參見圖17)的表面28(參見圖17)的電荷302(參見圖17)或電力至一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖11a-15、17)和一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖11a-15、17)之間。一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖11a-15、17)優(yōu)選地印刷或沉積為網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a、17)形式的直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a-15、17)。一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖11a-15、17)可以由導(dǎo)電材料336構(gòu)成，比如導(dǎo)電金屬材料336a，或由導(dǎo)電油墨168(參見圖17)構(gòu)成，比如鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨104(參見圖17)。直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a-15、17)，比如網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a-15、17)，被配置為使導(dǎo)電性366(參見圖17)和撓性368(參見圖17)最大化。任選地，導(dǎo)電涂層340(參見圖13a、15、17)可以被添加至直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖13a)之上以增加導(dǎo)電性366(參見圖17)和提供網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a-15、17)之上的連續(xù)導(dǎo)電表面，用于增加的雷電保護(hù)。

直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a-15、17)，比如網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a-15、17)，被直接印刷或沉積在外表面309上，比如，例如，外表面309(參見圖17)的外模線310(參見圖17)，比如飛行控制表面350a(參見圖17)，其可以由玻璃纖維材料311(參見圖17)制成，并且不需要玻璃纖維層的任何特殊鋪疊。因此，導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)不影響結(jié)構(gòu)30(參見圖17)比如復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖7)或金屬結(jié)構(gòu)132(參見圖7)的構(gòu)建或設(shè)計(jì)，并降低形成任何微裂紋的可能性。直接寫入印刷過程124(參見圖17)的使用可以被直接施加至外表面309(參見圖17)的外模線310(參見圖17)，而不是嵌入基底304(參見圖11a)的玻璃纖維層或飛行控制表面350a(參見圖17)之內(nèi)。

本文公開的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)不需要利用特殊鋪疊過程的制造，其可以導(dǎo)致減少的時(shí)間和制造費(fèi)用。此外，直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a-15、17)，比如以網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a、17)的形式，可以在結(jié)構(gòu)30(參見圖17)比如飛行器結(jié)構(gòu)350(參見圖17)的制造期間被印刷或沉積，并且在制造之后不需要在不太永久的、二次操作中施加。

此外，本文公開的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)和方法400(參見圖18)的實(shí)施方式提供了針對由于雷擊302a(參見圖17)造成的電磁作用360(參見圖17)的保護(hù)并且轉(zhuǎn)移來自比如表面28(參見圖15、17)上的雷擊302a(參見圖17)和p-靜電302b(參見圖17)的電荷302(參見圖17)。網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a、17)形式的直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a-15、17)和任選的導(dǎo)電涂層340(參見圖17)可以與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖17)一起使用以提供一個(gè)或多個(gè)電通路334(參見圖17)以使來自雷擊302a(參見圖17)或p-靜電302b(參見圖17)的電荷302(參見圖17)和能量362(參見圖17)接地。本文公開的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)和方法400(參見圖18)進(jìn)一步提供了用于轉(zhuǎn)移和分布雷電電流的路徑——其與接地點(diǎn)318(參見圖17)比如緊固件348(參見圖17)和其它部件組合提供了結(jié)構(gòu)30(參見圖17)比如復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖7)或金屬結(jié)構(gòu)132(參見圖7)的雷電保護(hù)路徑358(參見圖17)和雷電保護(hù)系統(tǒng)356(參見圖17)，并且其提供了交通工具26(參見圖17)比如飛行器26a(參見圖17)結(jié)構(gòu)30(參見圖17)和系統(tǒng)50(參見圖1c)的保護(hù)。公開的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)和方法400(參見圖18)的實(shí)施方式有利地轉(zhuǎn)移來自雷擊302a(參見圖17)或p-靜電302b(參見圖17)的電荷302(參見圖17)以創(chuàng)建交通工具26(參見圖17)比如飛行器26a(參見圖17)的強(qiáng)大的雷電保護(hù)系統(tǒng)356(參見圖17)。

利用本文公開的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)和方法400(參見圖18)的實(shí)施方式，如果在直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a-15、17)——比如以網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a、17)形式——的區(qū)域或范圍上存在直接雷擊302a(參見圖17)，則經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)318(參見圖17)比如緊固件348(參見圖17)，導(dǎo)體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)保護(hù)基底304(參見圖17)的下面的結(jié)構(gòu)30(參見圖17)。導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)不影響施加至其的復(fù)合材料或零部件的構(gòu)造。

而且，本文公開的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)和方法400(參見圖18)的實(shí)施方式與已知防雷系統(tǒng)和方法相比，提供了對于撓性表面307(參見圖17)比如飛行控制表面350a(參見圖17)的更加可生產(chǎn)的和可安裝的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)和雷電保護(hù)系統(tǒng)356(參見圖17)。直接寫入印刷過程124(參見圖17)優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電材料336(參見圖17)的金屬顆粒的非常薄的網(wǎng)格線326(參見圖17)，這使得網(wǎng)格圖案320a(參見圖17)被印刷或沉積在撓性表面307(參見圖17)上。此外，直接寫入印刷過程124(參見圖17)導(dǎo)致粘附至基底304(參見圖11a)，比如由玻璃纖維制成的飛行控制表面350a(參見圖17)的薄的金屬沉積物，并且與已知的防雷系統(tǒng)和方法，比如已知的嵌入金屬網(wǎng)設(shè)計(jì)或金屬網(wǎng)層覆蓋物(overlay)相比可以更好地處理撓性表面307(參見圖17)的疲勞。

此外，本文公開的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)和方法400(參見圖18)的實(shí)施方式可以具有增加的耐久性和可修復(fù)性，其可以消除或降低可能需要的修復(fù)的量。直接寫入導(dǎo)電材料圖案320(參見圖11a-15、17)比如網(wǎng)格圖案320a(參見圖11a-15、17)是不連續(xù)的，并且與已知防雷系統(tǒng)和方法相比，比如與包括施加有粘合劑的連續(xù)層和可能不容易修復(fù)或再應(yīng)用的已知附飾物相比，可以更容易被原位再應(yīng)用或修復(fù)。

進(jìn)一步，本文公開的導(dǎo)電體通路系統(tǒng)300(參見圖11a-14b、17)和方法400(參見圖18)的實(shí)施方式可以被直接印刷、沉積或施加至需要保護(hù)的外表面309(參見圖17)，比如飛行控制表面350a，但是也是可以實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)電性366(參見圖17)和可以被圖案化以實(shí)現(xiàn)這種高導(dǎo)電性366(參見圖17)的導(dǎo)體364(參見圖17)。施加至直接寫入導(dǎo)電金屬圖案320(參見圖17)之上的金屬負(fù)載的導(dǎo)電涂層340(參見圖17)的使用進(jìn)一步增加了導(dǎo)電性366(參見圖17)。最終，外涂層344(參見圖17)可以被施加，用于視覺外觀或附加的保護(hù)。

條款1.飛行器，其包括：

飛行器結(jié)構(gòu)，其具有導(dǎo)電體通路系統(tǒng)，該導(dǎo)電體通路系統(tǒng)包括：

涂底漆的基底，其具有待在其上印刷的涂底漆的表面并且具有一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)；

直接寫入導(dǎo)電材料圖案，其包括經(jīng)由直接寫入印刷過程被直接印刷至涂底漆的表面上的網(wǎng)格圖案，該直接寫入導(dǎo)電材料圖案形成與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路；

導(dǎo)電涂層，其施加至直接寫入導(dǎo)電材料圖案之上；和

外涂層，其施加至導(dǎo)電涂層之上，

其中與一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)互相連接的一個(gè)或多個(gè)電通路將來自雷擊或飛行器結(jié)構(gòu)的外表面上的沉積靜電(p-靜電)中的一種或多種的電荷轉(zhuǎn)移至一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)。

條款2.根據(jù)條款1所述的飛行器，其中直接寫入導(dǎo)電材料圖案由導(dǎo)電材料制成，該導(dǎo)電材料包括銅、鋁、鈦、鎳、青銅、金、銀、其合金、和鋯鈦酸鉛(pzt)納米顆粒油墨中的一種或多種。

條款3.根據(jù)條款1所述的飛行器，其中直接寫入印刷過程包括噴射霧化沉積過程、噴墨印刷過程、氣溶膠印刷過程、脈沖激光蒸發(fā)過程、苯胺印刷過程、微噴霧印刷過程、平臺絲網(wǎng)印刷過程、輪轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷過程、凹版印刷過程和等離子噴涂過程中的一種或多種。

條款4.根據(jù)條款1所述的飛行器，其中一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)包括由導(dǎo)電金屬材料制成的一個(gè)或多個(gè)緊固件以及二者均由導(dǎo)電金屬材料制成的一個(gè)或接地元件和一個(gè)或多個(gè)接地線中的一種或多種。

本公開內(nèi)容所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將想到本公開內(nèi)容的許多修改和其它實(shí)施方式，其具有上面的描述和相關(guān)附圖中呈現(xiàn)的教導(dǎo)的益處。本文描述的實(shí)施方式意欲是說明性的并且不旨在是限制性的或詳盡的。雖然本文采用了具體的術(shù)語，但是它們僅以一般和描述性意義使用并且不出于限制目的。