微纳结构表面的微注压成型及其陷光特性研究

发布时间：2020-10-12 22:51

　　 具有光学微结构的制品应用日趋广泛,其中透明材料陷光功能表面可降低表面反射并增加光线透射,不透明材料陷光功能表面能增加着色制品色度。自清洁等特性的引入可拓宽陷光功能表面的应用领域。本学位论文制备具有微结构和微纳双级结构的镍模板并作为模具嵌件,采用微注压成型具有陷光功能的复制物,分析表面微纳结构的形成机理、陷光特性、润湿状态和黏附特性。制备表面具有微纳结构的镍模板。采用红玫瑰花瓣和刻蚀后的硅片这两种具有微纳结构的材料为原型;结合化学镀及电镀方法将微纳双级的微乳突结构和微金字塔结构精确地复制到镍模板表面,获得具有与原型表面结构反向的镍模板。采用响应曲面实验研究模具温度、熔体温度和模具压缩力对PS复制物表面微金字塔结构复制度的影响。结果表明,模具温度对PS复制物表面微金字塔结构复制度的影响最为明显,熔体温度和模具压缩力的影响依次降低。在一定范围内,提高模具温度、熔体温度和模具压缩力可提高PS复制物表面微金字塔结构的复制度。将具有倒微金字塔结构的镍模板作为模具嵌件,采用微注压成型具有良好陷光效果的PS复制物。相较于平整PS样品,其表面反射率低且光线透射率高。对倾斜光照条件下PS复制物的光线透射进行模拟,结果表明光线从不同角度入射时PS复制物的光线透射率均显著高于平整PS的透射率。将PS复制物作为太阳能电池保护层时,可增加太阳能电池在垂直及倾斜光照条件下的光电转换效率。将具有玫瑰花瓣倒微乳突结构的镍模板作为模具嵌件,采用微注压成型具有由微乳突及其表面纳米褶皱构成的微纳双级结构的红玫瑰花瓣PP和PS复制物。两种复制物均具有减反射效果,其中PS复制物能增加光线透射。通过改变模温可制备呈现较低、中等、较高和极高黏附的超疏水PP复制物。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383
【部分图文】：

图 1-1 翠叶红颈凤蝶翅膀[7](a)、蝉的翅膀[8](b)、蚊子复眼[10](c)和红玫瑰花瓣[24](d)表面扫描电镜照片Fig. 1-1 SEM images on surface of (a) trogonoptera brookiana wings[7], (b) cicada wings[8],(c) mosquito compound eyes[10], and (d) red rose petal[24]通过仿生复制可获得具有不同功能的微纳结构表面。比如通过模仿“蛾类复眼”的乳突状阵列减反射结构，获得宽波段的减反射特性[5,25]。通过复制玫瑰花瓣表面（图 1-1d）的微乳突和纳米褶皱结构，制备出的微纳双级结构仿生表面具有良好的宽波段、广角度减反射特性[24,26]。通过模仿蝴蝶翅膀的纳米孔状结构，获得具有减反射和结构色的表面[27]。通过加工方法模仿壁虎腿表面的微纳结构，成功制备了具有表面微纳结构的高黏附结构[28]。通过模仿鲨鱼皮的肋条状表面结构，制备出了超疏水且能降低水流阻力的仿生鲨鱼皮[29]。通过模仿或复制荷叶表面的微纳双级结构制备出的仿生表面具有良好的疏水性及自清洁性[30]。

第一章 绪论溶胶-凝胶法反应物之间是在分子水平上被均匀地混合，其化学反应容易进行且仅需要较低的合成温度，因此比较适合制备微纳结构表面。但是，该方法也存在一些问题，例如：作为主要成分之一的有机溶剂对人体具有一定危害性；整个成型过程耗时较长通常需要几小时甚至几天；极易残留一些小的孔洞、气泡而产生缺陷；在固化的过程中可能会产生收缩而使制品尺寸较难控制。

第一章 绪论特性，而且作为太阳能电池保护层时使太阳能电池全天的能量输出提高了 10.1%。Che等[70]先用镍质微透镜模板在在铝板上压印出倒微透镜结构，再将铝板进行阳极氧化制成具有微纳双级结构的模板并用于热压印中，制成表面具有微透镜阵列且微透镜上又具有纳米柱的聚合物样品，该样品在可见光波段表面反射率相较于平整样品至少降低了 6%
【参考文献】

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本文编号：2838393