微流控芯片技術(shù)是一種以亞毫米尺度的流體工程操作為特征的技術(shù),在提高醫(yī)療診斷效率和生物學(xué)研究方面顯示出相當(dāng)大的前景。玻璃芯片的傳統(tǒng)的加工方法如干法刻蝕、濕法刻蝕等所需的加工步驟多,成本高,難以實(shí)現(xiàn)高精度制備,限制了其大批量生產(chǎn)的可能性。模壓成形技術(shù)工藝過程簡(jiǎn)單,能夠模壓具有微小結(jié)構(gòu)的復(fù)雜表面,可實(shí)現(xiàn)高效復(fù)制以及批量化生產(chǎn),這為玻璃微細(xì)流路成形提供了新的工藝方法。針對(duì)微結(jié)構(gòu)模具加工困難、玻璃成形精度及質(zhì)量難以準(zhǔn)確控制等問題,本文研究了玻璃微流控芯片中典型微細(xì)流路的成形工藝。在MSC.Marc非線性有限元軟件平臺(tái)上基于廣義麥克斯韋模型建立了仿真模型,對(duì)鈉鈣玻璃成形過程進(jìn)行了模擬,研究了模壓溫度和模壓速度對(duì)成形溝槽深度和充型率的影響,最后通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所建立的仿真模型的有效性。主要內(nèi)容如下:（1）實(shí)驗(yàn)研究了碳化鎢模具的飛秒激光加工工藝,采用田口正交試驗(yàn)法研究了掃描功率、掃描速度、重復(fù)掃描層數(shù)對(duì)加工表面粗糙度及加工深度的影響情況,優(yōu)化了工藝參數(shù)。結(jié)果表明隨著激光功率的增大、掃描速度減小和掃描層數(shù)增加,加工深度顯著增加。激光功率、掃描速度、掃描層數(shù)對(duì)表面粗糙度值造成的影響較小。（2）結(jié)合非線性... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
物理符號(hào)含義對(duì)照表
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究背景及意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 微結(jié)構(gòu)模具加工現(xiàn)狀
        1.3.2 微結(jié)構(gòu)模壓成形現(xiàn)狀
    1.4 研究目的與內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第2章 鈉鈣玻璃材料性質(zhì)及模壓成形理論
    2.1 模壓用玻璃材料
    2.2 鈉鈣玻璃材料性質(zhì)
        2.2.1 鈉鈣玻璃的粘度
        2.2.2 鈉鈣玻璃的比熱容
        2.2.3 鈉鈣玻璃的彈性模量
        2.2.4 鈉鈣玻璃的熱膨脹系數(shù)
    2.3 鈉鈣玻璃的粘彈性性質(zhì)
        2.3.1 結(jié)構(gòu)松弛分析
        2.3.2 應(yīng)力松弛現(xiàn)象
        2.3.3 粘彈性力學(xué)模型
    2.4 本章小結(jié)
第3章 微細(xì)流路模具飛秒激光加工
    3.1 模具材料選擇及設(shè)計(jì)
    3.2 模具加工方法與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
        3.2.1 飛秒激光加工
        3.2.2 田口正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.3 飛秒激光加工參數(shù)對(duì)表面粗糙度的影響
    3.4 飛秒激光加工參數(shù)對(duì)加工深度的影響
    3.5 模具加工參數(shù)綜合優(yōu)化
    3.6 本章小結(jié)
第4章 微細(xì)流路三維模壓仿真分析
    4.1 模壓仿真參數(shù)設(shè)定
    4.2 壓型階段成形參數(shù)對(duì)最大殘余應(yīng)力的影響
        4.2.1 模壓溫度對(duì)最大殘余應(yīng)力的影響
        4.2.2 模壓速率對(duì)最大殘余應(yīng)力的影響
    4.3 壓型階段成形參數(shù)對(duì)成形溝槽深度的影響
        4.3.1 模壓溫度對(duì)成形溝槽深度的影響
        4.3.2 模壓速率對(duì)成形溝槽深度的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 玻璃微細(xì)流路模壓成形實(shí)驗(yàn)
    5.1 模壓實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)介
    5.2 微細(xì)流路模壓成形實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 模壓實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備
        5.2.2 模壓實(shí)驗(yàn)流程介紹
    5.3 微細(xì)流路模壓成形實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.3.1 模壓溫度對(duì)微細(xì)流路成形性能的影響
        5.3.2 模壓壓力對(duì)微細(xì)流路成形性能的影響
        5.3.3 仿真分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄 A 攻讀學(xué)位期間參與的研究課題
附錄 B 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]熱壓玻璃透鏡里的殘余應(yīng)力研究[D]. 陶波.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]超聲振動(dòng)輔助微光學(xué)玻璃元件模壓仿真和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李嬋.湖南大學(xué) 2018
[2]激光輔助水射流加工4H-SiC材料的工藝與去除機(jī)理研究[D]. 惠慶志.山東大學(xué) 2018
[3]飛秒激光加工玻璃材料微結(jié)構(gòu)技術(shù)研究[D]. 王敏.深圳大學(xué) 2016
[4]BK7玻璃旋轉(zhuǎn)超聲加工表面/亞表面損傷特征分析與評(píng)價(jià)[D]. 劉俊良.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[5]透鏡陣列熱壓加壓階段型腔填充機(jī)理和殘余應(yīng)力的研究[D]. 盧景紅.復(fù)旦大學(xué) 2014
[6]微細(xì)流路溝槽的激光銑削試驗(yàn)研究[D]. 胡亞峰.大連理工大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3167677