检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：黄涛江苏大学

学位级别：硕士

随着现代科学技术的发展,产品微型化的趋势日趋加快,对微、小型零件的需求量也越来越大,特别是微机电系统(MEMS)领域的飞速发展,使微成形技术和微型模具制造成为工业界重点研究的对象。尽管应用微细加工方法可以直接成形用于MEMS的微小... 详细信息

随着现代科学技术的发展,产品微型化的趋势日趋加快,对微、小型零件的需求量也越来越大,特别是微机电系统(MEMS)领域的飞速发展,使微成形技术和微型模具制造成为工业界重点研究的对象。尽管应用微细加工方法可以直接成形用于MEMS的微小构件,但通过微型模具成形微小制件更易于保证质量,且成形工艺容易控制,便于自动化生产,是大批量成形微型制件的重要工艺发展方向。开发了一种新型激光微成形技术。激光驱动飞片微成形技术采用激光热力耦合原理,利用激光驱动飞片模式,成功在铝箔表面复制出微米尺度三维结构。飞片高速撞击产生的平面应力冲击波,复制出三维微米尺度的高空间分辨率结构。复制的过程不仅能够大面积得到微米高分辨率,而且复制的微结构的成本基本上与具体结构的复杂程度无关。因此我们认为这种新型激光微加工技术是一种低成本批量生产微器件和其他具有微米特征尺寸元件的关键技术。重点研究了激光驱动飞片微成形过程中的工艺参数对微成形性能的影响,并结合有限元模拟分析了金属材料在微成形过程中应力应变的变化。结果表明:激光参数,冲击成形力,微模具的尺寸结构参数对微成形过程有着重要的影响。激光诱导的峰值压力增加,材料变形程度增大,贴合模板度也加大。但是太高的压力容易使材料破损失效,而且容易造成微模板变形扭曲,降低模板的可重复利用性。合理的脉冲应力波形加载,能增加材料的变形程度,加大与模板的贴合。脉冲应力作用时间越长,底边中心点和角点的应力波动幅值越小。但是过短的脉冲应力作用时间,容易在角点处材料由于应力集中,而产生拉伸断裂破坏。脉冲激光直接大面积制作或复制三维微机械、微模具金属结构,将是一种低成本,高效率,少污染的新型激光微加工技术,具有广阔的工业应用前景。

关键词：激光驱动飞片激光加载高应变率微成形微模具

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热塑成形非晶合金微流控芯片母模及其性能研究

热塑成形非晶合金微流控芯片母模及其性能研究

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作者：侯少杰兰州理工大学

学位级别：硕士

本文以(Zr0.6336Cu0.1452Ni 0.1012Al 0.12)99.4Y0.6非晶合金为研究对象,利用高低温力学性能试验机在不同工艺参数下制备非晶合金微流控芯片压印用模具,利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、激光共聚焦显微镜（CLSM）研究... 详细信息

本文以(Zr0.6336Cu0.1452Ni 0.1012Al 0.12)99.4Y0.6非晶合金为研究对象,利用高低温力学性能试验机在不同工艺参数下制备非晶合金微流控芯片压印用模具,利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、激光共聚焦显微镜（CLSM）研究成形样品的微观结构及宏观成形质量,利用显微硬度仪以及电化学工作站研究分析成形样品力学性能以及耐腐蚀性能的变化。同时,基于本课题组前期研究,计算出(Zr0.6336Cu0.1452Ni 0.1012Al 0.12)99.4Y0.6非晶合金的本构模型,并利用商业软件Deform模拟了合金成形过程,进一步研究其在微通道中填充流变过程。其次,利用制备出的非晶合金二次模具压印常用微流控芯片制备材料PMMA,研究工艺参数对成形质量的影响。同时,将非晶模具进行晶化处理,使其获得高温稳定性,压印具有较高软化温度的玻璃,制备玻璃基微流控芯片,尝试将非晶合金应用至高温模具领域。经实验研究,得到以下结论。（1）研究发现683 K及703 K成形的样品保持为非晶态结构,而723 K成形的样品均发生不同程度晶化,且晶化程度与应变速率呈反比。同时,成形工艺参数的选择对压印质量有较大影响,表现为填充高度与温度及载荷呈正比,与应变速率呈反比,但过高温度会引发合金晶化。在703 K,应变速率为1×10-3 s-1,载荷为1500 N工艺参数下制备出非晶合金微模具,其表面压印图案轮廓清晰且粗糙度与RM2模具钢微通道一次母模接近。对非晶合金微模具不同区域进行硬度测试,发现成形区域硬度分布均匀,平均硬度达到473.4 HV,略高于未成形区域的467.3 HV,究其原因主要是受冷却速率及自由体积变化的影响。同时,检测了非晶模具、铸态合金及常用模芯材料的腐蚀性能,对比发现成形后合金依旧有较为优异的腐蚀性能,在1 mol/L的HCl溶液中其腐蚀电流密度达到2.316×10-8 A·cm-2。（2）计算出实验所用非晶合金的本构模型有较高的准确性。利用Deform软件对合金填充微通道过程进行模拟,发现越靠近通道中心位置,流速越高,越靠近合金基体位置,流速分布越不均匀,且位置靠近流动前沿,合金整体流速分布逐渐趋于平缓。同时发现不同应变速率下合金的等效应变分布不同。应变速率较低时等效应变分布趋近于一个区间,说明应变分布更加均匀,合金变形具有更好的流动性和简单的流动行为,更易热塑成形。应变速率较高时等效应变分布分散,应变差异显著不利于热塑成形,模拟与实际实验结果对应。（3）利用非晶合金压印PMMA制备微流控芯片时,发现成形质量受温度及下压行程影响,温度越高、下压行程越长,压印质量越好。同时,高温晶化处理后微模具表面硬度有较大提升,主要是由于晶化相的产生和自由体积的湮灭导致的。利用晶化后的微模具压印成形具有较高软化温度点的玻璃,成功在玻璃表面压印出微流道,流道深度接近预期。这种方法将非晶合金过冷液相区超塑成形的加工优势和晶态金属高温稳定性结合在一起,验证了非晶合金作为高温模具的可能性。

关键词：非晶合金热塑成形微模具 Deform模拟微流控芯片

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微细电铸法制备微流控芯片模具的工艺研究

微细电铸法制备微流控芯片模具的工艺研究

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作者：刘莉广东工业大学

学位级别：硕士

21世纪以来,科学技术日新月异,传统的分析检测技术也历经着深入的变革。其中,分析设备正经历微型化、集成化和便携化。微流控芯片是微分析系统中成长最快、最有钻探前景的领域。它具有微型化、集成化、试剂消耗量小、选择性好、分析速... 详细信息

21世纪以来,科学技术日新月异,传统的分析检测技术也历经着深入的变革。其中,分析设备正经历微型化、集成化和便携化。微流控芯片是微分析系统中成长最快、最有钻探前景的领域。它具有微型化、集成化、试剂消耗量小、选择性好、分析速度快、成本低等优点。该技术已逐步应用到临床诊断、核酸分析、蛋白质分析、细胞筛选、以及环境监测等众多领域,具有广泛的发展前景,然而如今微流控芯片因它的制造工艺较复杂使得生产成本较昂贵,生产效率较低,从而使得它不能获得大规模应用。本文提出一种微细电铸法制备微流控芯片模具的工艺,电铸工艺能获得纳米级的制造精度,适合于制造结构繁杂、高精度要求的金属零部件,并且微电铸成型工艺加工流程简便、成本较低,方便大批量生产。本文采用试验研究与数值模拟相结合的手段,对微细电铸微流控芯片模具制作工艺及性能展开了系统的研究,其中以有限单元法为辅验证了流场和电场的变化对微电铸的影响,从而实现工艺的最终优化,最后提出了微模具以热压方式压印PMMA的方法,验证了微流控芯片模具的性能。首先以金属基底为主要研究对象,通过UV-LIGA技术在其表面制作出掩膜构成微米级微流道,接着通过微细电铸法制备微流控芯片模具的方法开展了系统的研究,分别研究了电流密度、脉冲频率、温度和安培时对微电铸之后微模具粗糙度的影响,然后研究了工艺参数对微模具尺寸精度的影响,对工艺变化的趋势和规律进行了分析,以期掌握在微电铸过程中微模具的变化规律。然后通过Comsol软件的有限单元法建立微流道流场和电场的二维模型,利用该模型对加工区域的电场和流场分布展开深入研究,并对不同深宽比的流场分布进行了分析。最后通过研究结合力的影响因素展开了微模具结合力的实验,得出最优工艺参数。然后以聚合物PMMA作为主要的研究对象,对微流控微模具压印的方法展开了系统的研究,分别研究了温度、压力和时间对微模具压印的影响,最终确定出用于微模具压印的工艺参变量。

关键词：微模具微细电铸微流控芯片 UV-LIGA

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非晶合金微反挤压工艺实验研究

非晶合金微反挤压工艺实验研究

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作者：白一博华中科技大学

学位级别：硕士

随着现代社会的发展,产品微型化的趋势日趋加快,对微、小型零件的需求量也越来越大,微型化要求使微成形技术和微型模具制造成为业界研究的重点对象。非晶合金在力学、电学和磁性能方面有着独特的性能,而在过冷液相区内的超塑性粘性流动... 详细信息

随着现代社会的发展,产品微型化的趋势日趋加快,对微、小型零件的需求量也越来越大,微型化要求使微成形技术和微型模具制造成为业界研究的重点对象。非晶合金在力学、电学和磁性能方面有着独特的性能,而在过冷液相区内的超塑性粘性流动行为,恰好适应了微型化的加工要求。随着研究深入,非晶合金在微型零件的加工和应用方面,将有非常广阔的前景。本文以非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5为实验材料,参考了国内外对非晶合金的研究成果和实验方法,选择反挤压作为工艺模式,以该材料等温晶化动力学和流变性能为实验基础,选择典型的圆杯形零件作为成形对象,设计并制造微模具,采用不同的实验温度,挤压速度为主要的研究工艺参数,研究Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金的在这些工艺参数下的挤压力的变化。通过实验发现,在反挤压过程中,挤压力随着温度的升高而减小,随着冲头的速度提高而增加。对成形零件进行微观分析,观察了实验前后非晶合金组织性能的变化,发现成形后材料出现纳米晶粒。采用了不同的温度控制方法并观察实验结果,发现减少材料处在高温下的时间,有利于材料成形。设计了两副不同结构的模具以研究模具结构对实验的影响,选择不同的模具材料制作冲头,发现超硬工具钢是理想的冲头材料。

关键词：非晶合金微成形模具材料反挤压微模具

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平面被动式微混合器的设计及其性能研究

平面被动式微混合器的设计及其性能研究

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作者：陈梦月南京航空航天大学

学位级别：硕士

微流控芯片因其优良的分析检测性能已在生化分析、生命科学以及环境检测等领域应用广泛。其中,微混合器作为微流体混合的重要平台,其性能的优劣对微分析结果的准确性以及分析速率都具有重要影响。然而,现有的微混合器在具备高混合效率... 详细信息

微流控芯片因其优良的分析检测性能已在生化分析、生命科学以及环境检测等领域应用广泛。其中,微混合器作为微流体混合的重要平台,其性能的优劣对微分析结果的准确性以及分析速率都具有重要影响。然而,现有的微混合器在具备高混合效率的同时必然伴随着高压降,不利于微反应系统的集成。基于此,本文提出了一种高效率且低压降的平面被动式微混合器,并通过数值模拟和试验研究了其在雷诺数Re为0.1-80时流体混合情况以及压降,同时基于所提出的微混合器完成了纳米银的制备,这对微流控芯片领域的发展具有重要意义,也为纳米材料制备领域提供了新思路。本文的主要研究工作如下:(1)基于微混合器的混合机理,提出了一种高效率且低压降的平面被动式微混合器的新结构;以混合效率和压降为评价指标,利用COMSOL研究了不同结构参数的微混合器的混合性能;对比研究了本文提出的微混合器与其他两种已有的微混合器混合性能的优劣。(2)基于微细铣削工艺,提出了一种模具成型微混合器的加工方法;以C45w模具钢为微模具材料,探究了每齿进给量、轴向切深以及径向切深对加工表面质量的影响;基于铣削试验结果,选用最优的参数加工出了微混合器模具,并利用微模具浇注成型了微混合器通道基片,最后通过热压键合工艺实现了基片与带有进出液口的盖片的封装。(3)搭建了流体混合试验平台,研究了雷诺数Re为0.1-80时微混合器内流体的混合效率及压降,并将试验结果与数值模拟结果进行了对比;最后基于设计的微混合器,以葡萄糖为还原剂,采用化学还原法制备出了纳米银,并对比了传统搅拌方式和微混合器法的优劣。

关键词：微混合器混合效率压降微模具铣削加工

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一种复合材料三维电极微模具

一种复合材料三维电极微模具

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作者：唐剑平 518104 广东省深圳市宝安区沙井街道和一社区鑫灏源工业区第1、2、3栋

本实用新型公开了一种复合材料三维电极微模具，包括复合石墨烯上板，复合石墨烯上板下端连接有三维电极层，三维电极层下端连接有复合石墨烯下板，复合石墨烯上板与复合石墨烯下板均包括有涂胶外膜，涂胶外膜内设置有一层涂胶层，涂胶... 详细信息

标准号: CN207416162U

本实用新型公开了一种复合材料三维电极微模具，包括复合石墨烯上板，复合石墨烯上板下端连接有三维电极层，三维电极层下端连接有复合石墨烯下板，复合石墨烯上板与复合石墨烯下板均包括有涂胶外膜，涂胶外膜内设置有一层涂胶层，涂胶层内不设置有石墨烯板，三维电极层内包括有复合石墨烯面板，复合石墨烯面板上设置有阴电极，阴电极右端设置有阳电极，阳电极与阴电极外部设置有粒子电极，阳电极与阴电极通过扎口束紧在一起，复合石墨烯面板的左上端设置有气孔，阳电极与阴电极以及扎口均设置在电极撑架上，阳电极与阴电极分别连接在电极电源的正负电极上，解决了传统模具采用二维电极，无法实现高效快熟的处理功能的问题。

关键词：复合石墨阳电极阴电极三维电极上板涂胶层涂胶外膜下板下端扎口本实用新型处理功能传统模具电极电源二维电极复合材料粒子电极外部设置正负电极石墨烯微模具电极上端撑架束紧

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高强度的复合材料三维电极微模具结构

高强度的复合材料三维电极微模具结构

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作者：梁祖健梁祖强刘清华胡帮 518000 广东省深圳市光明新区新湖街道楼村社区鲤鱼河工业区振兴路25号第2栋

本实用新型公开了一种高强度的复合材料三维电极微模具结构，包括：复合石墨烯上板，复合石墨烯上板的下端连接有三维电极层，三维电极层的下端连接有复合石墨烯下板。三维电极层的四周外侧均设有支撑架，支撑架抵压在复合石墨烯上板与... 详细信息

标准号: CN211363752U

本实用新型公开了一种高强度的复合材料三维电极微模具结构，包括：复合石墨烯上板，复合石墨烯上板的下端连接有三维电极层，三维电极层的下端连接有复合石墨烯下板。三维电极层的四周外侧均设有支撑架，支撑架抵压在复合石墨烯上板与复合石墨烯下板之间。本实用新型的有益效果在于：结构简单，易于加工，且大大提高了三维电极微模具的整体强度。对三维电极微模具的三维电极层具有保护作用，在组装或转运而受到外力作用时，三维电极层不容易损坏。

关键词：三维电极复合石墨微模具上板本实用新型支撑架下板下端复合材料外力作用抵压转运组装加工

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基于微电铸的微通道热压成形模具制造技术的研究

基于微电铸的微通道热压成形模具制造技术的研究

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作者：褚德南大连理工大学

学位级别：硕士

微流控芯片作为生物芯片研究领域中的前沿,代表了微全分析系统(μ-TAS)的主要发展方向,并广泛的应用于生物化学、分析化学等多个领域。采用热压法加工PMMA微流控芯片,具有加工成形方便、价格便宜和适合芯片批量生产等优点。在热压成形... 详细信息

微流控芯片作为生物芯片研究领域中的前沿,代表了微全分析系统(μ-TAS)的主要发展方向,并广泛的应用于生物化学、分析化学等多个领域。采用热压法加工PMMA微流控芯片,具有加工成形方便、价格便宜和适合芯片批量生产等优点。在热压成形工艺中,微流控芯片热压模具的质量决定了所得微流控芯片的各项精度指标。微电铸,又称精密电铸,是一种全新的微细加工技术。它结合了传统电铸工艺和集成电路制作技术的特点,广泛地应用于微器件和微结构的制作工艺之中,成为LIGA和UV-LIGA的核心工艺。研究微电铸技术在制作微流控芯片热压模具中的工艺问题,对提高热压成形模具的精度指标具有重大的意义。本文综述了微电铸技术的产生、发展、应用情况和国内外研究现状,参照已有电铸工艺提出了一套适合微流控芯片热压模具制作的微电铸工艺流程。在此基础上,开展了如下几个方面的研究: 1、研究微电铸理论基础。对微电铸工艺中涉及的原理和概念进行总结阐述。 2、优化微流控芯片热压成形模具的制作工艺。总结提出了该类模具的设计原则和特点;确定了适合微电铸的电铸液组成,并采用正交试验法优化脉冲电铸工艺参数;以此为基础,实验制作得到高质量的镍金属微流控芯片热压成形模具。 3、分析讨论易出现的微电铸工艺难题。分析了SU-8光刻胶的四个工艺问题:与基底的结合力、胶面龟裂、SU-8胶的去除和SU-8胶的平整;对微电铸工艺参数对铸层机械性能、铸层内应力和电铸析氢的影响进行了深入的研究,并进行了实验验证。 4、提高电铸均匀性问题。从相关理论出发,以实验为基础,确定采用象形阳极、强力搅拌和高频振动相结合的方式提高均匀性。实验结果显示,该方案显著的提高了金属沉积的均匀性问题。实验验证,采用本文提出的微电铸工艺流程,能够制得符合设计标准的镍金属微流控芯片热压成形模具。目前,文中制作的金属模具正服务于微流控芯片通道成形与自动对准装配系统之中。

关键词： PMMA微流控芯片微模具微电铸 UV-LIGA

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分层厚度对微细电火花铣削加工模具及热压制品表面粗糙度的影响

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电加工与模具 2016年第1期 10-16页

作者：项得胜王会李剑中虞慧岚余祖元大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024

分层厚度直接影响微细电火花铣削加工的加工效率及表面粗糙度。为了合理规划微细电火花铣削加工的分层厚度,提高加工效率,研究了分层厚度对微细电火花加工的模具型腔及相应热压成形制品表面粗糙度的影响,同时分析了热压成形制品表面与... 详细信息

分层厚度直接影响微细电火花铣削加工的加工效率及表面粗糙度。为了合理规划微细电火花铣削加工的分层厚度,提高加工效率,研究了分层厚度对微细电火花加工的模具型腔及相应热压成形制品表面粗糙度的影响,同时分析了热压成形制品表面与微模具型腔表面之间的关系,以及热压前、后微模具型腔表面轮廓的变化。结果表明:当电极轨迹重叠率一定时,模具型腔底面的表面粗糙度值随着分层厚度的增加而增大;分层厚度对型腔侧壁表面粗糙度无明显影响;热压制品表面轮廓算术平均偏差小于模具型腔表面轮廓算术平均偏差;热压后的模具表面轮廓发生了变化,表面粗糙度值Ra和峰高Rpk减小,峰谷Rvk增大。

关键词：微细电火花加工微模具热压成形表面粗糙度

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标准发布信息

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机械工业标准化与质量 1997年第7期 39-40页

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