基于干共混法控制柔性模板上金属薄膜微裂纹形貌

以500 nm的SiO₂纳米粒子为填料,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为包覆纳米粒子的聚合物,通过一种新颖的干共混法制备了SiO₂纳米粒子含量高达83.8wt%的SiO₂/PDMS柔性模板。所制备柔性模板的弹性模量为16.58 MPa,热膨胀系数为96×10?6/℃,较SiO₂直接掺入PDMS中湿共混制备的纯PDMS柔性模板,弹性模量提高了91.56%,热膨胀系数降低了69.23%,且该柔性模板具有良好的透明度。最后,在柔性模板表面采用磁控溅射法沉积银薄膜,利用SEM和AFM对银薄膜表面形貌进行表征。结果显示,银薄膜表面光滑,粗糙度很小,且具有良好稳定性。干共混法制备的柔性模板有效抑制了金属薄膜微裂纹的产生,为制造导电性良好的电极及大面积的金属薄膜提供了新方案。      

纳秒脉冲激光对316L不锈钢微抛光效果的影响

激光微抛光过程中,激光的能量密度对微抛光效果的影响很大.采用纳秒紫外脉冲激光(波长为355 nm,脉冲宽度为35 ns)对316L不锈钢材料进行微抛光实验研究,分析了工件表面的形貌、扫描速度和离焦距离等因素对激光微抛光效果的影响.通过对4种不同表面形貌的抛光效果比较,发现不仅表面粗糙度会影响抛光质量,而且表面的形貌也对激光微抛光的效果有很大影响;激光微抛光时对确定的激光能量密度存在最佳微抛光效果的扫描速度和离焦距离.提出了355 nm紫外纳秒脉冲激光器对316L不锈钢微抛光效果的最佳工艺参数:激光能量密度为0.14 J/cm2,激光脉冲重复频率为20 Hz,扫描速度为18.6 mm/min,离焦距离为81.2μm.在此工艺参数下,316L不锈钢经过微抛光之后,表面粗糙度由123.23 nm降低至80.96 nm.     

离心辅助微模塑法制备Fe-Ni合金微流道

采用离心辅助微模塑方法,制备了Fe-Ni合金微流道。着重考察了分散剂含量和pH值对浆料分散性的影响,结果表明当分散剂含量为1.5wt%和pH=4时,Fe-Ni乙醇基浆料的分散性最好。用聚二甲基硅氧烷(PDMS)复制带有微结构的原始硅模板,在PDMS弹性模上采用离心注模方法进行浆料的微成形。最终制备出微结构完整、表面无裂纹、致密的Fe-Ni合金微流道,其最大线性收缩率为12.7%,致密度为97.3%,说明离心辅助微模塑法是一种可行的微器件制备方法。     

微纳米尺度单晶铜各向异性表面切削特性实验研究

利用纳米压痕仪和原子力显微镜对微纳米尺度下单晶铜各向异性表面在不同载荷和刻划速度下的切削特性进行实验研究。结果表明:单晶铜各晶面表面在较低载荷下,划痕细小且不明显。随着载荷的逐渐增大,划痕深度和宽度逐渐变大,并形成明显的沟槽,在沟槽的两侧出现明显的侧流现象,探针前方出现切屑堆积,尤其单晶铜Cu(100)切屑堆积较明显;单晶铜Cu(100)在刻划速度为10μm/s、50μm/s时,切削力无明显变化规律,其余两晶向都是在同等载荷下,刻划速度越大,切削力越大。随着刻划速度的增大,切削力趋于稳定;载荷越大,切削力越大,其相应摩擦系数也增大。     

SiO2空心球的制备与表面形貌调控

以聚苯乙烯(PS)微球为模板,通过水解正硅酸乙酯来包裹PS微球,制备了PS/SiO_2核壳结构微球,然后通过高温煅烧得到SiO_2空心球。利用纳米粒度仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜分析SiO_2空心球的粒径和表面形貌。采用控制变量法分别研究了PS微球表面电荷、pH、水和正硅酸乙酯的用量对SiO_2空心球表面形貌的影响。实验证明,以表面带正电荷的PS微球为模板,反应体系pH=11.0,正硅酸乙酯注入速度为100μL/min时,制备的SiO_2空心球表面最光滑。     

316L不锈钢沟槽型表面微织构减摩特性实验研究

采用激光微加工技术在316L不锈钢光滑表面上进行沟槽型织构化处理。在往复式摩擦磨损试验机上利用柱-平面接触方式对沟槽型织构和光滑表面进行摩擦磨损对比实验,重点考察了激光表面织构参数对其摩擦性能的影响,同时通过扫描电子显微镜对磨斑形貌进行了分析。结果表明,与未织构试样相比,织构化表面的摩擦因数均有不同程度减小且表现得更为稳定、磨损相对轻微,这是由于所制备的表面微坑起到了储存润滑介质并捕获磨屑的作用;织构条纹的结构参数对摩擦磨损有重要影响,随着沟槽宽度和沟槽间距的增大,摩擦因数均呈先下降后上升的趋势,而当沟槽宽度为100μm和沟槽间距为200μm时减摩抗磨性能最佳;此外,研究表明接触载荷对织构化表面摩擦因数的影响较小,织构化处理对高负载环境下的减摩抗磨性能影响更加显著。     

基于柔性掩膜的高可靠性玻璃喷砂微加工工艺

喷砂是一种高效率的表面加工技术,将其应用于微加工领域可以实现对玻璃、硅和陶瓷等脆性材料的选择性刻蚀.本文着重探讨了掩膜性质及刻蚀条件对喷砂微加工刻蚀效率及刻蚀形貌的影响.实验中对柔性聚二甲基硅氧烷(PDMS)掩膜微结构的制备方法进行了改良,即借助精密切削工艺实现PDMS/SU-8微结构边界精确互补成形,制备了可以满足选择性刻蚀要求的掩膜结构.同时改变实验条件,研究了掩膜开口尺寸、压缩空气压强以及砂材粒径对喷砂速率及刻蚀形貌的影响.结果表明:适当增大压缩空气气压有助于待刻蚀材料从塑性到脆性的转变,刻蚀速率有明显提高.而将砂材粒径从30μm减小至20μm,可以改善成形形貌.初步研究结果表明,文中提出的玻璃喷砂微加工方法能够满足深度为500μm的玻璃通孔阵列的刻蚀要求.     

CdMoO4微球的微波辅助法快速合成及其光催化性能

采用微波辅助沉淀法快速制备了CdMoO₄微球,同时采用直接沉淀法和水热法制备了CdMoO₄样品,比较了它们的光催化性能。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外分光光度计和光化学反应器等表征了样品的物相组成、形貌、吸收光谱和光催化效果。结果表明,采用3种方法所制备的CdMo₄均呈现微球形貌,直径为3～6μm;与其它两种方法相比,微波辅助法可以在低的温度和短的反应时间内得到CdMoO₄微球,并且具有最佳的光催化性能,这是由于微波对CdMoO₄微球的结晶和生长具有活化作用,在短时间内可以得到结晶良好、光催化性能优异的CdMoO₄微球。     

一种简单的溶剂热法合成炭微球

利用一种简单的溶剂法合成炭微球.采用无水乙醇作为碳源和溶剂,以无水乙醇还原Ni(Ac)_2得到的Ni作为催化剂,最佳反应条件:温度500℃、时间48h.采用X-射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)以及Raman光谱对样品的成分、晶体结构和形貌进行了分析.结果表明:产品为圆球形和纺锤形两种形貌的炭微球,圆球形炭微球直径为1μm～2μm,纺锤形炭微球直径为1μm～2μm,长度为3μm～6μm.此法简便易行,炭微球的产率高达95%以上,且具有较规则的形貌和窄的尺寸分布.     

基于表面应力的生物传感器敏感元件研制（英文）

基于表面应力的生物传感器利用分子间的结合能来测试生物信号,传感器敏感元件在整个传感器系统中起着决定性作用.研制了一种新型的基于表面应力的传感器,设计、制造了参数为500μm×500μm×1μm的PDMS微薄膜作为敏感元件,并对其进行测量.实验结果表明该薄膜作为敏感元件可以用来探测大肠杆菌.