波前传感器电铸镍层应力实时检测精度评估

目的 搭建电铸应力实时检测平台，评估其测量精度，并探明电化学沉积过程中镍层平均内应力的变化规律。方法 采用横向剪切波前传感器搭建电铸应力实时检测平台，通过测量在铸层应力作用下电铸基底弯曲的曲率半径，利用Stoney公式计算铸层平均应力。采用参考球面反射镜评估横向剪切波前传感器曲率半径的测量精度，并在0.5 A/dm2电流密度下进行电铸应力实时检测实验，对铸层平均应力测量极限进行评估，同时对检测误差进行分析。结果 横向波前传感器曲率半径测量精度为99.22%，在0.5 A/dm2电流密度下，所搭建的铸层应力实时检测平台可测量的最小厚度为5.1 μm，由曲率测量波动带来的应力检测误差为1.3 MPa。实验测得铸层平均应力随铸层厚度的增加而变大，当铸层厚度达到30 μm左右，铸层平均应力趋于稳定，应力大小为79.7 MPa。同时发现，当铸层厚度小于30 μm时，沿电铸基底长度方向的铸层平均应力明显大于宽度方向铸层平均应力，随铸层厚度的增加，两个方向的应力大小趋于等值。结论 采用横向剪切波前传感器搭建的电铸应力检测平台，能有效对铸层应力进行高精度的实时测量，为精密电铸过程中应力变化规律的研究提供了检测技术基础。     

模芯钴含量对仿荷叶PDMS制件表面疏水性的影响

目的在采用电铸镍钴合金提高模芯硬度的基础上,研究模芯钴含量对仿荷叶PDMS制件表面质量与疏水性的影响,探明镍钴合金模芯用于模板法制备仿荷叶超疏水表面的可行性。方法采用电铸-聚二甲基硅氧烷(PDMS)二次复制模板法先后制备荷叶母模、镍钴合金电铸模芯与仿荷叶疏水表面PDMS制件。采用数字式显微硬度仪、超景深三维显微镜、Image-Pro Plus图像处理软件、激光共聚焦显微镜等分析模芯钴含量对模芯硬度与PDMS制件表面微结构、粗糙度及疏水性的影响。最后采用接触角测量仪进一步测量与分析PDMS制件表面的疏水性能。结果当镍钴合金模芯钴含量(质量分数计)达到22.4%以上时,模芯硬度较纯镍模芯由244.1HV提升至450HV以上。当模芯钴含量从0增加到51.5%时,仿荷叶PDMS制件表面微结构深宽比先从2.12减小至1.72,再增加至2.38;微结构面积占比从19.15%减小至15.03%;表面粗糙度Ra值从59.01μm增加至74.93μm;静态接触角从166.22°线性减小至149°左右,疏水性降低。结论相比微结构深宽比与面积占比,表面粗糙度对PDMS制件疏水性的影响占主导作用。镍钴合金模芯硬度显著提高的同时,随钴含量的增大,仿荷叶PDMS制件的静态接触角从166.22°减小至149°左右,但仍具有良好的疏水性。     

电铸铜工艺与景观雕塑制作的相关性研究

通过正交试验研究了工艺参数对铸铜层性能的影响。结果表明:电铸铜工艺在景观雕塑制作领域有其独特优势。依据景观雕塑使用条件,在保证铸铜层硬度的前提下,确定了硫酸铜240g/L、硫酸60g/L、电流密度4A/dm~2、温度20℃为最佳的电铸铜工艺条件;在保证铸铜层拉伸强度的前提下,确定了硫酸铜220g/L、硫酸70g/L、电流密度6A/dm~2、温度20℃或30℃为最佳的电铸铜工艺条件;控制电流密度在6A/dm~2左右,铸铜层的硬度与拉伸强度良好。     

Fabrication of Fuze Micro-electro-mechanical System Safety Device

Fuze micro-electro-mechanical system(MEMS) has become a popular subject in recent years.Studies have been done for the application of MEMS-based fuze safety and arm devices.The existing researches mainly focused on reducing the cost and volume of the fuze safety device.The reduction in volume allows more payload and,thus,makes small-caliber rounds more effective and the weapon system more affordable.At present,MEMS-based fuze safety devices are fabricated mainly by using deep reactive ion ething or LIGA technology,and the fabrication process research on the fuze MEMS safety device is in the exploring stage.In this paper,a new micro fabrication method of metal-based fuze MEMS safety device is presented based on ultra violet(UV)-LIGA technology.The method consists of SU-8 thick photoresist lithography process,micro electroforming process,no back plate growing process,and SU-8 photoresist sacrificial layer process.Three kinds of double-layer moveable metal devices have been fabricated on metal substrates directly with the method.Because UV-LIGA technology and no back plate growing technology are introduced,the production cycle is shortened and the cost is reduced.The smallest dimension of the devices is 40 μm,which meets the requirement of size.To evaluate the adhesion property between electroforming deposit layer and substrate qualitatively,the impact experiments have been done on the device samples.The experimental result shows that the samples are still in good condition and workable after undergoing impact pulses with 20 kg peak and 150 μs duration and completely met the requirement of strength.The presented fabrication method provides a new option for the development of MEMS fuze and is helpful for the fabrication of similar kinds of micro devices.     

足金首饰的硬化机制与维氏硬度试验

在保持黄金较高纯度的同时提高足金首饰的硬度以满足市场消费者和加工两方面需求,一直都是黄金首饰行业内一个重要的研究内容。本文综述并借鉴了传统金属材料的强化机制,从组织、位错的角度,分析了目前足金硬化工艺所蕴含的硬化机制。同时为更好地对硬度性能进行表征,选用维氏硬度试验进行测量,并针对电铸硬金试样测试难度大的问题进行了探索。另外,还统计了目前市场中硬金产品的硬度值,并就工艺对其硬度产生的影响进行了研究。     

基于电镀技术的失效机械零件再制造研究进展

为了实现失效机械零件的再利用,采用电镀技术对其进行再制造。以汽车、军工装备、工程机械和冶炼等行业中失效零件的再制造为例,综述电镀技术的应用概况及所开展的相关研究进展。     

在金属基底上制作高深宽比金属微光栅的方法

根据光学领域对高深宽比金属微器件的需求,利用UV-LIGA工艺在金属基底上制作了具有高深宽比的金属微光栅。采用分层曝光、一次显影的方法制作了微电铸用SU-8胶厚胶胶模,解决了高深宽比厚胶胶模制作困难的问题。由于电铸时间长易导致铸层缺陷,故采取分次电铸等措施得到了电铸光栅结构;同时通过线宽补偿的方法解决了溶胀引起的线宽变小问题。在去胶工序中,采用"超声-浸泡-超声"循环往复的方法。最终,制作了周期为130μm、凸台长宽高为900μm×65μm×243μm的金属微光栅,其深宽比达到5,尺寸相对误差小于1%,表面粗糙度小于6.17nm。本文提出的工艺方法克服了现有方法制作金属微光栅时高度有限、基底易碎等局限性,为在金属基底上制作高深宽比金属微光栅提供了一种可行的工艺参考方案。     

Aluminide Diffusion Coatings on Ni-base Superalloys

In this report the research work supported by the grant awarded from the Bert Hayes Memorial Fund is detailed. This work was undertaken within a project sponsored by Diffusion Alloys Ltd, Hatfield. It was carried out by Ms. S. M. Ng as part of her Materials Engineering M.Sc. studies in the Institute of Polymer Technology and Materials Engineering (IPTME) at Loughborough University of Technology. Ms. Ng has now passed her M.Sc. degree, obtaining a distinction for her project. The results were summarised in the January 1996 issue of this journal in a symposium report by D. Ross.     

微粉金刚石表面镀钛对钎焊磨具性能的影响

在微粉金刚石磨具的制备过程中,金刚石热损伤和磨粒与结合剂间界面特性是影响磨具性能的主要因素。利用电铸与钎焊相结合的工艺把表面镀钛和未镀钛两种微粉金刚石磨料制备成磨具,并将其用于氧化铝陶瓷的磨削试验。通过对钎焊后金刚石磨粒与钎料的界面分析,磨削力、磨粒脱落率以及工件表面粗糙度的比较,探讨磨粒表面镀钛对钎焊微粉金刚石磨具性能的影响。结果表明,镀钛微粉金刚石表面镀层在钎焊过程中对微粉金刚石起到包裹隔离的作用,可以降低微粉金刚石的热损伤和石墨化;在利用两种钎焊微粉金刚石磨具磨削氧化铝陶瓷时,镀钛微粉金刚石磨具的磨削力较小,磨料的脱落率也较少,且工件表面粗糙度值更低。综合比较,磨粒表面镀钛后,可以减弱微粉金刚石的热损伤,提高磨具的磨削性能。