帶有微結構陣列的功能性表面由于其潤濕性、生物相容性和減壓耐磨等特殊的性能而被廣泛應用于眾多的科學領域中,其表面微納織構的制作方法備受國內外研究者的關注。現(xiàn)有的微結構制作方法受制于加工工藝和掩膜制作方法的限制,僅適用于平面和規(guī)則的曲面上微結構的制作,而在復雜的不規(guī)則曲面上制作微結構陣列成為加工業(yè)的難題。對此,本文中提出以膠體粒子為掩膜并結合電沉積在工件表面上快速制作微坑陣列的工藝,以期解決不規(guī)則曲面工件表面掩膜貼合和微結構陣列制作問題。主要研究內容和結果如下:（1）數(shù)值仿真研究。建立膠體粒子掩膜電沉積制作微坑的仿真模型,并分別在一次、二次和三次電流密度下進行仿真模擬。仿真結果表明:受到電流密度分布的影響,在一次電流密度下得到的沉積層比較粗糙,且得到的微坑結構不規(guī)則;在二次電流密度下可得到平滑的曲面沉積層和圓形的微坑結構;三次電流密度仿真則可以得到近似平面的沉積層和圓形的微坑結構。（2）平面膠體粒子掩膜輔助電沉積實驗。在平面工件表面采用電泳自組裝方法制備膠體粒子掩膜,并以膠體粒子為掩膜進行電沉積。實驗結果表明:采用電泳自組裝可在平面工件表面得到膠體粒子掩膜,通過控制電泳的電壓和時間可獲得質... 

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
符號表
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 掩膜輔助加工研究現(xiàn)狀
        1.2.2 膠體粒子掩膜輔助加工
    1.3 主要研究內容和創(chuàng)新點
        1.3.1 主要研究內容
        1.3.2 主要創(chuàng)新點
2 粒子掩膜電沉積仿真研究
    2.1 電沉積相關理論
        2.1.1 電沉積工藝及原理
        2.1.2 電沉積過程中電場分析
        2.1.3 電沉積過程中極化分析
    2.2 建立數(shù)值仿真模型
        2.2.1 建立幾何模型
        2.2.2 假設條件和控制方程
    2.3 數(shù)值仿真計算
        2.3.1 一次電流密度仿真
        2.3.2 二次電流密度仿真
        2.3.3 三次電流密度仿真
    2.4 本章小結
3 平面工件表面粒子掩膜電沉積實驗研究
    3.1 電泳自組裝制備粒子掩膜
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 實驗過程
        3.1.3 實驗結果
    3.2 粒子掩膜電沉積實驗
        3.2.1 實驗材料和實驗條件
        3.2.2 實驗流程
        3.2.3 實驗結果
    3.3 微坑陣列形貌及均勻性研究
        3.3.1 電沉積時間的影響
        3.3.2 電流密度的影響
        3.3.3 微坑陣列均勻性改善措施
    3.4 本章小結
4 曲面工件表面粒子掩膜電沉積實驗研究
    4.1 曲面表面粒子掩膜的制作
        4.1.1 實驗材料
        4.1.2 實驗流程
        4.1.3 實驗結果
    4.2 粒子掩膜電沉積實驗
        4.2.1 實驗流程
        4.2.2 實驗結果
    4.3 本章小結
5 微坑陣列性能評價
    5.1 潤濕性相關理論
    5.2 平面沉積層潤濕性測量
        5.2.1 微坑中心距L=10μm
        5.2.2 微坑中心距L=5μm
        5.2.3 微坑中心距L=1μm
    5.3 曲面沉積層潤濕性測試
        5.3.1 基底曲率對潤濕性的影響
        5.3.2 微坑尺寸對潤濕性的影響
    5.4 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
作者簡歷
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3650730