基于微电铸工艺的高深宽比引信开关制作

为满足军事武器系统对引信开关的不断需求,采用光刻和精密微电铸工艺在金属基底上制作了一款具有高深宽比结构的引信开关。研究了超声波辅助显影和曝光剂量对胶膜制作的影响,解决了高深宽比胶膜制作难的问题。采用优化电铸液参数及电铸前胶膜预处理的方法,解决了电铸层与基底界面结合失效的问题。引入尺寸误差补偿的方法,降低了因溶胀和去胶释放等工艺带来的制作误差。最终制作出结构尺寸为4000μm×3900μm×360μm、最小尺寸为20μm、最大深宽比为14∶1的开关结构,为制作高深宽比金属微结构提供了一种可行的工艺参考方案。     

超声作用下的电铸铜微观结构与机械性能

为了改善电铸微细部件的机械性能,通过改变电铸工艺参数以及在电铸铜过程中引入超声场,得到具有不同微观结构特征的电铸铜材料.采用金相显微镜、扫描电子显微镜观察电铸铜层微观形貌,用X射线衍射分析铸层晶面择优取向,并用维氏硬度计和拉伸试验机分别测试电铸铜层机械性能.实验结果表明,超声作用下电铸和普通电铸得到的铜层表面均为(220)晶面择优取向,并且超声电铸铜层的择优取向程度更强.超声电铸铜层晶粒为细小柱状晶结构,与普通电铸铜相比,其抗拉强度和显微硬度均提高约30%.在电铸溶液中氯离子(Cl-)质量浓度为60mg/L时,铸铜层晶粒比其他Cl-质量浓度时晶粒更细小,抗拉强度和塑性也更高.在电铸过程中引入超声场能改善电铸铜层的微观结构,并提高电铸铜的机械性能.     

UV-LIGA工艺中SU-8光刻胶的热溶胀性研究

对SU-8胶的热溶胀效应及其机理进行了研究,在现有微模具的UV-LIGA工艺的基础上,利用AN-SYS对SU-8胶的热溶胀性规律进行了仿真分析。通过SU-8胶模的溶胀实验,建立了热溶胀变形的速率模型,并计算了不同电铸时间下微模具的顶部线宽,计算结果与实验值基本吻合。仿真结果可用来优化掩模图形的设计及预测电铸后微模具的尺寸。     

电火花成型加工工具电极损耗的研究

在电火花成形加工过程中,工具电极的损耗是影响工件几何形状精度的主要因素之一。从工具电极的制作工艺着手,利用电铸制造工具电极,并在铸液中加入不同的添加剂,进行电极放电损耗试验。试验结果表明,在适当温度和电流密度条件下,加入Cl^-和某苯基添加剂电铸形成铜工具电极的耐电蚀能力比不加添加剂的有明显提高。     

UV-LIGA技术制备大厚度高开孔率精细金属网板

分析了现有的精细金属网板制造工艺的优缺点,提出了采用基于SU-8光刻胶的UV-LIGA技术来制备大厚度高开孔率精细金属网板的工艺方法。实验优选了前烘、曝光、后烘、显影、微细电铸、去胶等关键操作环节的工艺参数,检测并分析了试样性能。结果表明,综合采用涂胶后静置;前烘65℃,20 min,95℃,20 min;曝光剂量260 mJ/cm2;后烘65℃,10 min,95℃,15 min;随炉冷却;超声辅助显影(超声功率25 W,频率33 kHz,时间5min);交变低压-温度梯度微细电铸等工艺条件,可制备出厚度(120±3)μm、开孔率88%的六边形网孔(边长200μm)精细镍板,网板孔形一致性好,孔壁平滑。     

CO2超临界流体中制备镍基复合电铸层的微观组织和显微硬度

简单介绍CO2超临界流体(SCF-CO2)复合电铸的实验方法,采用扫描电镜(SEM)、数字显微硬度计对Ni-A12O3和Ni-金刚石复合电铸进行研究,分析SCF-CO2环境下制备的Ni-Al2O3复合电铸层(N1)和Ni-金刚石复合电铸层(N2)的表面微观组织,探讨强化颗粒(纳米A12O3和微米金刚石颗粒)、压力对N1和N2显微硬度的影响.结果表明,SCF-CO2环境下制备的N1表面光亮、平整,A12O3颗粒的分散效果好;随着Al2O3颗粒添加量增加,N1的显微硬度先逐渐上升后快速下降,在其添加量为60g/L、压力为14 MPa时,N1显微硬度最大,为11.4 GPa,是大气环境下制备的Ni-A12O3复合电铸层的2倍多,此时Nl中Al2O3颗粒的复合量为9.9％(质量分数).SCF-CO2环境下制备的N2表面含有黑色金刚石颗粒、微观组织呈胞状均匀分布;随着金刚石颗粒添加量增加,N2的显微硬度呈现先快速上升后逐渐下降的趋势,在金刚石颗粒添加量为60 g/L、压力为10MPa时,显微硬度最大,可达到9.1 GPa,当压力高于14 MPa后,N2的显微硬度快速下降.     

Production of Polymer Matrix Composite Coatings by Thermal Spraying

The production of ceramic-polymer and metal-polymer matrix composite coatings by plasma spray deposition has been studied. The work involves the co-deposition of alumina, magnesium hydroxide, silica and stainless steel with nylon by simultaneous powder injection into the plasma jet. The results show that dense deposits with sound bonding between the filler particles and the matrix can be produced. The deposition efficiency of the filler decreases with increasing particle size and density due to particle rebound from the underlying coating layers and substrate during spraying. No significant deterioration in coating-substrate adhesion of the composite coatings relative to the equivalent pure nylon was found owing to the formation of a denuded interfacial layer and the enhanced integrity of the deposit. The composite coatings showed major improvements in abrasive and adhesive wear resistance due to particle-strengthening and reduced contact between nylon and the counterface at the sliding interface.     

双向脉冲电源在黄金电铸工艺中应用的可行性研究

目前,黄金首饰的电铸工艺在不断地改进,而电铸所用的电源还是以单向脉冲电源为主,电铸工艺改进大都集中在电解液配方方面。双向脉冲电源可以通过电源参数的调节来改善电铸层的物理性能,相对于单向脉冲电源具有很大的优势,可以使电铸层的整平性进一步提高,会得到晶粒更加细小,硬度更高的电铸层。文中采用双向脉冲电源对黄金电铸进行了初步性实验研究,其结果表明,可以得到比较理想的电铸层。     

辅助磨擦对镍电铸层力学性能的影响

在磨擦辅助电铸镍过程中,通过改变游离微珠对电铸层表面的磨擦强弱,制备不同力学性能的镍电铸层。对所制备镍电铸层的表面形貌、织构等微观结构和显微硬度、抗拉强度及伸长率等性能进行测试和分析。结果表明:采用卧式放置的阴极能制得材料组织结构均匀的电铸层。且随着阴极表面线速度的提高,游离微珠对电铸层的整平作用和晶粒细化作用增强。在不同线速度下采用旋转阴极可以制备大范围力学性能的镍电铸层,其表面粗糙度为0.15~0.03μm、硬度为185~410HV、抗拉强度为525~1 020 MPa、伸长率为24%~4%。     

A study of hardness and grain size in pulse current electroforming of nickel using different shaped waveforms

This paper describes an experimental and theoretical study of the effects of different types of waveform on the grain size and the hardness of nickel electroforms in pulse current electroforming. The highest hardness value and the finest grain size were obtained using a ramp-down waveform with relaxation time. The experimental results show that compared with the conventional rectangular waveform and with relaxation time, the hardness value can be improved by about 28% when a ramp-down waveform, also with relaxation time, is used. These results are supported by theoretical predictions and the study of the surface morphology of the electroforms by scanning electron microscopy.