| 题名 | 离心辅助微模塑法制备金属微器件 |
| 作者 | 周晗 |
| 答辩日期 | 2014 |
| 导师 | 郭铁明 ; 孟军虎 |
| 关键词 | 微模塑 离心注模 浆料 微器件 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 采用离心辅助微模塑法制备微器件,分别制备了铁镍合金微流道、微阵列、微反应器和微齿轮。该方法包括以下步骤：(1)用聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性模复制原始硅模板的微结构;(2)通过对浆料参数的优化制备出分散性良好,固含量高达85wt%的Fe-Ni乙醇基浆料;(3)采用离心注模的方法对浆料进行成型;(4)干燥24h后脱模,于1040℃、1050℃、1060℃、1070℃和1080℃五种不同的烧结温度在氢气气氛下烧结。着重考察了粒径的测定、吸光度的测定、粘度的测定及Zeta电位的测定对浆料分散性的优化,结果表明,当分散剂含量为1.5wt%、pH=4时,浆料的分散性最佳。本实验采用离心注模的方法对浆料进行成型,外加的离心力有助于浆料填充微结构。此外,选用无水乙醇作溶剂可使生坯均匀干燥,促进了生坯结构的完整性。选用PVP作分散剂使生坯内部颗粒分布均匀,促进了烧结后的微器件表面孔隙均匀。烧结实验在管式电阻炉中,氢气气氛下进行。通过热重分析和烧结过程容易出现的缺陷确定了最佳烧结工艺,烧结第一阶段采用2.5℃/min的烧结速率加热到672℃,第二阶段烧结采用5℃/min的烧结速率加热,最后阶段保温30min,烧结后的微器件结构完整,表面无裂纹。讨论了不同烧结温度下的收缩率、孔隙率、腐蚀后表面结构和显微硬度,结果表明,微器件在1070℃时已经致密,其收缩率为12.50%,孔隙率为2.74%,最大显微硬度为167.77HV。为了证明离心辅助微模塑法制备微器件具有良好的复制性,还讨论了硅模板、PDMS模、微器件生坯和烧结后微器件的表面粗糙度,结果表明：硅模板、PDMS模、微器件生坯和烧结后微器件的表面粗糙度相差不大,烧结后的微器件的表面粗糙度最大,其值为161.5nm,充分说明了离心辅助微模塑法制备微器件具有的良好复制性。离心辅助微模塑法是一种低成本且有效的微器件的制备方法,克服了一般软刻蚀法对微结构复制的精准性低的问题。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 59 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/90803]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 周晗. 离心辅助微模塑法制备金属微器件[D]. 2014. |
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