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。     

微特征结构对导光板翘曲变形的影响

为研究不同微特征结构对导光板翘曲变形的影响,以导光板翘曲变形为质量目标,利用Moldflow MPI5,首次仿真研究了尺寸规格为11×3×0.8的导光板上5种不同微特征结构阵列(V型凹槽阵列、U型凸槽阵列、金字塔阵列、圆环阵列以及微透镜阵列)在不同工艺参数下对导光板翘曲变形的影响。仿真结果表明,微凸点微结构阵列影响最大,微圆凸点阵列导光板最大翘曲量为0.039 7 mm, 圆环微结构阵列影响最小,相同工艺参数下圆环微结构阵列导光板最小翘曲量为0.028 2 mm,两者相差最大达40.78%,而且凹结构微特征阵列对导光板翘曲量的影响幅度总是小于凸结构微特征阵列。结论认为,在导光板设计阶段就应考虑不同微结构特征对导光板注射成型翘曲变形的影响并优先选用圆环等凹结构微特征阵列,以减少导光板注射成型的翘曲量。     

超疏水表面微结构的设计及其注射成型

目的 从超疏水表面的功能设计出发,主动设计三种深宽比的微结构阵列并洞察其在不同润湿接触状态下的疏水性能。方法 首先,采用热力学分析方法,建立三种深宽比微结构的系统自由能与其接触角、结构几何参数之间的函数关系,探明自主设计微结构表面的润湿性能。继而,在热力学分析的基础上,采用紫外光刻、电铸和注射成型技术相结合的方法实现三种深宽比微结构聚丙烯（PP）超疏水表面的制备。最后,进一步测量与分析聚丙烯（PP）微结构表面的润湿性能。结果 三种深宽比微结构表面的静态接触角测量值均大于150?,滚动角分别为12?、14?和15?,基本达到设计目标;同时,微结构表面的表观接触角测量值与理论计算值基本符合。表面的接触角滞后分别为15?、21?、22?,且接触角滞后随着深宽比的增加而变大,使液滴在PP表面的流动性也变差。结论 在设计微结构超疏水表面的过程中,可以适当降低微结构的深宽比,以获取更好的超疏水特性。自主设计的微结构表面基本实现超疏水性,为高聚物超疏水表面的功能设计与高效制备提供了理论依据与技术支撑。     

一种改进的迭代加权质心算法

提出了一种改进的迭代加权质心算法。主要通过改进传统质心定位算法中对信标节点范围的选取标准,并且为不同信标节点根据与未知节点的距离设定不同权值,通过迭代对周围信标节点较少的未知节点辅助定位进行改进。通过实验仿真验证了改进算法的有效性。     

钴含量对电铸镍钴合金模芯微纳结构复制质量的影响

为探明电铸液中钴含量对仿荷叶表面镍钴合金模芯微纳结构复制质量的影响,采用阴极竖直旋转的微电铸技术,制备不同钴含量的仿荷叶表面镍钴合金模芯,采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）分析仿荷叶表面镍钴合金模芯表面的复制质量及成分。结果表明：由于铸层表面内应力的影响,在常规镍电铸中添加钴以后,仿荷叶镍钴合金模芯表面出现了波纹型的褶皱;观测模芯微观形貌发现其表面微米级的孔洞沿特定方向出现不同程度的拉伸,随着电铸液中钴含量（体积分数）的增加,拉伸程度先增加后降低（拉伸程度：钴含量0 g/L<钴含量40 g/L<钴含量10~30 g/L）;铸层中添加元素钴有利于晶粒细化,随电铸液中钴含量的增加,模芯表面微纳结构越细小,复制质量越高。     

非球面透镜关键成形参数的虚拟实验优化

非球面透镜以其优越的性能得到市场的青睐，使其制造技术的研究得到业界重视。非球面透镜的体积收缩影响面型精度，从而影响其光学性能。以非球面透镜体积收缩率为质量目标。选取模具温度、熔体温度、保压压力、保压时间、冷却时间5个关键成形工艺参数，设计了L16（45）正交实验矩阵，采用Moldflow分析软件进行虚拟实验研究，结果表明保压压力对制品的体积收缩率影响最大，得到了一组实验优化的工艺参数。     

反扩散火焰的多波长温度测量研究

多波长测量方法被用于乙烯/空气反扩散火焰的温度以及发射率测量.通过采用高光谱仪对600～900 nm范围内的燃烧火焰辐射进行采集,计算出不同空气与乙烯流量下反扩散火焰的温度以及发射率二维分布,得出反扩散火焰的温度高温区位于火焰两翼的内侧,发射率峰值区主要位于火焰两翼以及顶部区域,反扩散火焰的最高温度随着空气和乙烯流量的...     

HDPE微注射成型过程非等温动态结晶模拟

采用布拉本德实验仪模拟微注射成型过程,研究结晶型聚合物微注射成型过程的剪切诱导结晶。结果表明,其他工艺参数不变时,当班伯里转子转速从40r／min增加到80r／min,试样的结晶度从74．43％增大到84．36％,结晶度随着剪切速率的增加而增大,剪切速率促进剪切诱导结晶的形成;当熔体初始温度从145℃升至185℃时,试样结晶度从74．96%增大到79．43％,结晶度随着熔体初始温度的上升而增大;当剪切时间从10min增加到20min时,试样结晶度从77．48％增大到80．17％,结晶度随着剪切时间的增加而增大,剪切作用可以促进结晶。比较动态与静态DSC的实验结果,动态结晶度（79．43％）高于静态结晶度（77．48％）。在同样的热历史影响下,剪切等外力场作用会促进HDPE的结晶过程。将上述结晶过程的研究结果应用于微注射成型生产实际,可从结晶度的角度来优化微注射成型熔体温度、注射压力和注射速率等工艺参数,提高成型零件的质量。     

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。     

一体式游标卡尺盒注塑模设计

以游标卡尺盒为研究对象,细节创新设计一体式结构,确定制品分型面,分析其工艺性,运用软件分析获取最佳浇口位置分布。采用一模一腔三板式模具结构,2个点浇口同时进料,设计过程合理运用CAD/CAE/CAM软件,加快设计进程。