用于微纳注塑成型的镍模板的制造

发布时间：2021-05-23 12:48

　　具有微纳米结构的聚合物产品相较于其他有微纳米结构的材料,有更优异的机械、光学以及抗化学腐蚀等特性。近年来,对表面具有微纳结构的聚合物制件需求逐渐上升,并被广泛应用于防反射的涂层,防污渍粘附的表面,或细胞培养和分化。注塑成型被认为是大批量生产聚合物产品最有效的技术,但是目前所成型结构的分辨率有很大的局限,大批量制作微纳米级的注塑成型制件仍然是一个难点。通过纳米压印可以精确地将微纳米结构复制到聚合物表面,其分辨率可达到5纳米以下,但其产量很低,不适合工业化生产。且通过纳米压印制成的模板都是用比较脆的材料制成,例如硅和石英,不能够承受高温高压,故不能直接用于注塑成型。因此,制作出高强度的具有微纳结构的模板对于利用注塑成型来生产具有微纳结构的聚合物产品具有重要意义。针对上述问题,本论文通过结合纳米压印和电镀工艺得到高强度的具有微纳结构的镍模板,便可用于注塑成型,从而可低成本大批量生产出具有微纳结构的聚合物产品。本论文的主要工作如下:第二章利用半导体工艺制作硅模板。利用激光直写光刻将图案曝光到光刻胶中,然后利用感应耦合等离子体刻蚀进一步将光刻胶中的图案转移到硅基底中,去掉残留的光刻胶即可得到用于... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题研究的目的和意义
    1.2 纳米压印技术
        1.2.1 纳米压印技术简介
        1.2.2 纳米压印分类
        1.2.3 纳米压印模板
    1.3 电镀工艺
        1.3.1 电镀工艺简介
        1.3.2 电镀的工艺参数
        1.3.3 电镀的应用
    1.4 微纳注塑成型
        1.4.1 微纳注塑成型技术简介
        1.4.2 微纳注塑成型的发展历史
        1.4.3 微纳注塑成型的研究现状
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 纳米压印模板的制备工艺
    2.1 引言
    2.2 纳米压印模板的制备
        2.2.1 纳米压印硅模板的制备
        2.2.2 基于UV纳米压印的PC模板的制备
    2.3 本章小结
第3章 种子层的制备和表征
    3.1 引言
    3.2 种子层的制备
        3.2.1 磁控溅射的原理以及工艺参数
        3.2.2 镍种子层制备的工艺流程
    3.3 种子层的表征
        3.3.1 种子层的厚度对表面形貌的影响
        3.3.2 种子层的厚度对表面粗糙度的影响
        3.3.3 种子层的厚度对晶粒尺寸的影响
    3.4 本章小结
第4章 镍模板的制备与表征
    4.1 引言
    4.2 镍模板的制备
        4.2.1 镍模板制备的工艺流程
        4.2.2 工艺结果分析
    4.3 电镀工艺对镍模板质量的影响
        4.3.1 电流密度对镍模板微观结构的影响
        4.3.2 电流密度对镍模板机械性能的影响
    4.4 本章小结
第5章 基于MOLDFLOW软件的微纳注塑成型研究
    5.1 引言
    5.2 微纳注塑成型过程中的影响因素
        5.2.1 模具温度
        5.2.2 保压压力
        5.2.3 注射速度
        5.2.4 熔料温度
        5.2.5 注射压力
    5.3 应用Moldflow软件对微注塑制件填充过程的流动分析
        5.3.1 Moldflow软件简介
        5.3.2 分析前处理
        5.3.3 模拟结果分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]电沉积工艺参数对纳米晶镍层显微硬度及沉积速率的影响[J]. 巴志新,戴玉明,李庆敏,邹学武.  南京工程学院学报(自然科学版). 2010(01)

硕士论文
[1]等规聚丙烯微注塑制品的充填流动特性、形态结构与纳米压痕力学性能[D]. 张杨.郑州大学 2017
[2]纳米压印镍模板的复制工艺研究[D]. 王海祥.大连理工大学 2013
[3]电沉积纳米晶体镍的制备及组织结构与性能的研究[D]. 喻辉.福州大学 2005



本文编号：3202550