电流密度对微/纳结构电铸成型模芯质量的影响

利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics,模拟微/纳结构电铸过程中阴极表面的电场分布,研究不同电流密度下微/纳结构表面的电场分布及电铸层生长前沿情况。仿真结果表明:采用较低的初始电流密度,可有效改善微/纳结构生长前沿铸层厚度的均匀性。选用纳米光阑和纳米柱阵列2种微/纳结构母板进行电铸实验,将初始电流密度从4A/dm2调至1A/dm2,纳米光阑母板成型最大误差60nm降至±20nm之内。通过合理设置初始电流密度、增强阴极表面溶液流动强度等措施,纳米柱阵列模芯特征直径尺寸误差由6.27%下降至2.49%,有效提高电铸模芯的复制质量。     

疏水植物表面微纳复合结构电铸模芯的制备

以竹叶下表面为疏水生物母板,针对疏水表面电铸成型的特殊性,分别采取湿润剂浸润处理和阴极水平旋转运动两个技术手段改善微纳复合结构的电铸成型质量。结果表明:浸润处理可有效提高沉积离子在微纳米凹槽内部的沉积,阴极水平旋转对提高电铸镍模芯宏观质量和微观结构复制质量均有一定效果。采用浸润处理与阴极旋转相结合的电铸复制工艺,可明显提高竹叶下表面微纳复合结构的复制质量,成功实现具有疏水植物表面微纳复合结构的模塑成型镍模芯的高质量制备。     

纳米结构零件注射成型过程的分子动力学模拟

纳注射成型中,聚合物熔体在纳米型腔中的充填质量以及纳米结构的脱模完好性是决定纳结构零件复制质量的关键因素。文中采用分子动力学方法,建立聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)与金属镍模芯的界面模型,研究PMMA的玻璃化转变温度(Tg),深入分析注射成型过程中分子链的运动规律以及充填过程中的密度分布、体系能量等构象统计规律,并探讨纳米结构在脱模后的变形情况。结果表明,分子模拟得到的Tg与实验结果相符;纳米结构的充填主要发生在保压阶段,其平均充填率为55.8%;纳米结构在脱模后出现了一定程度的弯曲变形,但仍能保持其整体形貌。     

共注射成型中芯/壳层材料黏度比对追赶距离的影响

在塑料共注射成型中,芯/壳层材料分布是衡量制品质量的主要指标,当芯层熔体前沿突破壳层熔体前沿时形成前端突破,前端突破是导致废品的主要原因。成型过程中芯/壳层材料黏度比是影响材料充填和最终分布的最主要的因素。文中采用计算机辅助工程(CAE)软件对不同的芯/壳层材料组合进行共注射模拟分析,研究了不同的芯/壳层材料黏度比对充填过程中芯层熔体和壳层熔体前沿推进距离的影响,获得了芯/壳层材料黏度比对共注射成型过程中芯/壳层前沿距离演化的影响规律。     

尺度对金属材料电阻率影响的研究进展

随着微/纳米技术的发展,在微/纳尺度器件中金属材料的几何尺度或微观结构尺度从宏观尺度逐渐减小到微米、亚微米甚至纳米量级,其室温电阻率往往表现出明显的尺寸效应。本文总结了近年来关于不同尺度金属材料电阻率的研究进展,重点介绍了金属材料的微观结构、缺陷尺度以及几何尺度对金属材料电阻率的影响及相关的理论模型,探讨了材料内部微观结构尺度与几何尺度对材料导电性能的影响规律。最后,对微尺度金属材料电阻率及其服役可靠性的研究趋势进行了展望。     

纳米/亚微米/微米粒度标准物质研究进展

纳米/亚微米/微米粒度标准物质在微/纳米粒度测量仪器设备的检定校准,粒度尺寸测量技术的可靠性评估,以及对样品的粒度质量控制等方面都具有重要作用。本文介绍了粒度标准物质的制备和定值技术进展,对国内外纳米/亚微米/微米粒度标准物质的研制和生产状况进行概述,总结了部分聚苯乙烯、二氧化硅、金、二氧化铈材质的纳米/亚微米/微米粒度标准物质的粒径、不确定度和定值方法信息。     

同轴射流技术制备纳米复合材料研究进展

简要介绍了基于电流体动力学射流技术的静电纺丝和静电喷涂的基本原理和发展过程,重点讨论了两种同轴射流技术——同轴静电纺丝和同轴静电喷涂技术的研究现状,包括纳/微米包囊、壳-芯结构的纳米纤维和中空纳米纤维或纳米管的制备。介绍了该技术在药物释放体系、组织工程支架、载药医用敷料和缝合线等方面的潜在应用前景,并对其未来发展进行了展望。      

类荷叶表面疏水结构的材料表面制备

利用纳米/微米复模成型的方法,制备了荷叶表面微乳突状疏水结构的聚乙烯醇(PVA)和聚苯乙烯(PS)阴模模具,并利用阴模复模成型在聚二甲基硅烷(PDMS)表面制备了类荷叶的表面结构.扫描电子显微镜(SEM)的观察表明PDMS材料表面上制得的类荷叶结构与荷叶表面的微乳突结构有较好的一致性,而PVA阴模在保持微观结构上更有优势.通过对水滴在PDMS材料表面接触角的测量,证明了在制备有类荷叶表面结构的PDMS材料表面上,水滴的接触角可以得到显著提高.     

共注塑制品芯层熔体的注射温度对制品质量的影响

在共注塑成型中,是否出现前沿突破现象和芯／壳层材料的分布情况是衡量制品质量的主要指标。在成型过程中芯层熔体的注射速度是影响材料充填和最终分布的主要因素。本文采用MPI软件Moidflow进行共注射模拟分析,研究不同的芯层熔体的注射温度对前沿突破现象和芯层材料的分布情况的影响。     

共注射制品芯层厚度分析的数值模拟EI北大核心CSCD

采用数值模拟技术对共注射成型过程进行了充填分析,从芯层材料的厚度分布以及芯层材料的穿透距离进行了研究。结合试验设计(DOE),研究了注射速率、模具温度、皮层熔体温度、芯层熔体温度和表层材料体积百分数对芯层厚度分布的影响;同时采用Fractional Factorial方法,研究工艺参数以及之间的交互作用对芯层材料穿透距离的影响度。结果表明,皮层材料注射的体积百分数对制品的芯层材料的厚度分布及芯层材料的穿透距离影响最大,其它影响因子影响较小。     

沟槽型真空注射成型工艺的研究

真空注射成型工艺是一种新型的复合材料液体模塑成型工艺,对沟槽型真空注射成型工艺开展了实验研究,通过充模实验确定了引流槽的宽度、深度和槽间距及主槽的槽间距等工艺参数并进行了优化;对影响充模过程的各种因素进行了详细的讨论,并以夹芯面板的制作实例阐述了沟槽型真空注射成型的工艺过程。     

共注射制品芯层厚度分析的数值模拟

采用数值模拟技术对共注射成型过程进行了充填分析,从芯层材料的厚度分布以及芯层材料的穿透距离进行了研究。结合试验设计(DOE),研究了注射速率、模具温度、皮层熔体温度、芯层熔体温度和表层材料体积百分数对芯层厚度分布的影响;同时采用Fractional Factorial方法,研究工艺参数以及之间的交互作用对芯层材料穿透距离的影响度。结果表明,皮层材料注射的体积百分数对制品的芯层材料的厚度分布及芯层材料的穿透距离影响最大,其它影响因子影响较小。     

缝合夹层结构复合材料树脂传递模塑成型工艺充模仿真

对复合材料与金属经缝合连接形成的夹层结构板的树脂传递模塑成型（RTM）工艺进行了充模模拟研究。首先通过实验和数值计算的方法,分别获得缝合夹层结构织物和芯层孔洞的渗透率;随后,建立能够反映缝孔内流动情况的二维和三维简化模型,进行RTM充模仿真,讨论不同工艺参数对成型流动的影响;最后通过成型实验验证工艺的可行性。缝线与孔洞直径之比为0.3~0.8时,孔洞渗透率随缝线直径的增大而减小,预制体织物渗透率与孔洞渗透率相差两个数量级;缝孔内容易产生缺陷,没有缺陷的区域随着注射压力的增加、孔洞密度和芯层厚度的减小而增大,在芯层表面沿每排孔洞单向开槽能够改善树脂在孔洞内的浸润;线注射时,树脂整体流动情况优于点注射,而点注射时,将进胶口设置在一角,能够减少表面干斑。     

纳米/亚微米级粒度标准物质的研究

在介绍NIST和Duke亚微米和纳米级粒度标准物质的基础上,又介绍了中国石油大学在研制聚苯乙烯和二氧化硅亚微米和纳米级粒度标准物质方面的进展,包括拟推出首批3种聚苯乙烯亚微米/纳米级粒度标准物质.文章介绍和讨论了其定值思路和技术方案.     

船体用钢板基底超疏水表面的制备和性能

采用激光加工技术构建微米级的表面微结构,将SiO₂纳米粒子均匀分散在低表面能含氟聚合物中形成聚合物基纳米复合材料,并将其涂覆在表面微结构上构建微纳双层仿生结构,获得了超疏水船体钢板表面。用光学显微镜、扫描电镜和x射线光电子能谱等手段表征其形貌和表面元素,用接触角测量仪测量了表面接触角。结果表明,与具有单一的微米或纳米结构的表面相比较,具有微纳双层结构的表面可以获得更大的接触角。接触角与纳米SiO₂浓度有关,浓度越高,接触角越大。当SiO₂的浓度为0.167mol/L,接触角可达168 2°。单一微米结构和纳米结构的表面符合Wenzel模型,即使将表面竖直放置,液滴仍不会滚落。微纳双层结构的表面符合Cassie模型,具有大的接触角和小的滚动角,且滚动角随SiO₂浓度的增大而减小。当SiO₂的浓度为0.167mol/L,滚动角仅为0.29°     

原位溶剂热和热压制备微纳复合n型CoSb3及热电性能

在块体材料中引入纳米组元构建微纳复合材料是热电材料研究的一个新方向. 采用原位溶剂热和热压方法制备了由纳米晶粒和微米晶粒组成的n 型CoSb₃复合材料. 以CoCl₂、SbCl₃为原料, NaBH₄为还原剂, 乙醇为溶剂, 与熔炼制备的n型CoSb₃微米级别的粉末一起放入高压反应釜中, 在250℃下反应72h得到微纳复合的粉末材料, 热压后得到微纳复合的块体材料. 性能测试结果表明, 该材料表现为典型掺杂半导体的导电特征, 具有较好的电学性能. 微纳复合结构引入大量晶界增强了声子散射, 能有效降低材料的热导率, 并且由纳米组元引起的量子效应能提高材料的Seebeck系数, 使材料的热电性能得到改善. 本工作所制备的微纳复合n型CoSb3具有较低的热导率, 在测试温度范围内, 热导率为2.0～2.3W·m^-1·K^-1. 材料的最大无量纲热电优值在600K时达到0.5.     

可用于水处理的高效新型纳米分离膜

正1.技术类别:新材料2.适用部门:3.技术介绍及经济性:面向水资源和环境领域对高性能纳米大尺度分离膜的重大需求,为解决纳米孔经压力驱动型分离膜的超薄化制备难题,利用功能纳米材料及液固界面匹配技术构筑超薄高效纳十二孔分离膜的新思路,发明了多种超薄纳米孔分离膜的制备方法,将分离膜的有效厚度从微米及亚微米降到了几十甚至几纳米,对     

三维PZT木堆结构的直写成型

配制了一种水基锆钛酸铅(PZT)陶瓷浆料, 通过直写无模成型的方法制备了直径为微米级的压电木堆结构. 流变学测量表明, 浆料属于剪切变稀型流体; 微观形貌观察和密度测量表明, 烧结后的样品已经成瓷, 且具有较高的致密度; X射线衍射(XRD)的测试结果表明, 烧结后的样品具有三方PbZr_0.58Ti_0.42O₃相; 压电常数测试结果显示该结构有较好压电性, 且压电常数d₃₃为410pC/N. 无模成型技术具有结构可设计性强, 成型速度快, 成型精度高等优点, 为压电材料和器件的设计和应用提供了新的思路.     

Ti-6Al-4V板材低温超塑性的研究进展

提高金属材料性能的方法之一是生产平均晶粒尺寸小于1μm的合金,它可使合金的强度提高2～3倍.亚微米晶合金出现超塑性的温度比微米晶合金的低得多.经超塑性成型/扩散结合(SPF/DB)可获得亚微米甚至纳米晶合金.超塑成型前的合金不允许存在各向异性,利用大塑性变形如等通道挤压或多重等温锻造可消除合金内的各向异性.俄罗斯研究人员给出获得各向同性亚微米晶Ti-6Al-4V板材的方法,并研究了板材的室温和高温机械性能及其超塑性.     

用光刻、软刻和氧化硅球晶体模板制备表面微结构

表面微结构的制备对获得超疏水性表面和改善生物医学材料性能具有重要意义. 为了制备微米、亚微米和纳米级表面微结构, 本文采用光刻(photo-lithography)和软刻技术(soft lithography) 制备了微米尺寸长方体或圆柱体的阵列, 压印出变形长方体(塔状)或圆柱体(圆盘状)阵列的微结构表面; 采用单分散氧化硅球自集聚紧密堆积而成的胶体晶体为模板, 制备了亚微米/纳米 尺寸网状微结构的表面. 用光学和扫描电子显微镜表征了所获得的表面微结构.