離心輔助微模塑法制備金屬微器件.pdf

1、采用離心輔助微模塑法制備微器件，分別制備了鐵鎳合金微流道、微陣列、微反應(yīng)器和微齒輪。該方法包括以下步驟:(1)用聚二甲基硅氧烷(PDMS)彈性模復(fù)制原始硅模板的微結(jié)構(gòu);(2)通過(guò)對(duì)漿料參數(shù)的優(yōu)化制備出分散性良好，固含量高達(dá)85 wt％的Fe-Ni乙醇基漿料;(3)采用離心注模的方法對(duì)漿料進(jìn)行成型;(4)干燥24 h后脫模，于1040℃、1050℃、1060℃、1070℃和1080℃五種不同的燒結(jié)溫度在氫氣氣氛下燒結(jié)。
　　著重考察

2、了粒徑的測(cè)定、吸光度的測(cè)定、粘度的測(cè)定及Zeta電位的測(cè)定對(duì)漿料分散性的優(yōu)化，結(jié)果表明，當(dāng)分散劑含量為1.5 wt％、pH=4時(shí)，漿料的分散性最佳。
　　本實(shí)驗(yàn)采用離心注模的方法對(duì)漿料進(jìn)行成型，外加的離心力有助于漿料填充微結(jié)構(gòu)。此外，選用無(wú)水乙醇作溶劑可使生坯均勻干燥，促進(jìn)了生坯結(jié)構(gòu)的完整性。選用PVP作分散劑使生坯內(nèi)部顆粒分布均勻，促進(jìn)了燒結(jié)后的微器件表面孔隙均勻。
　　燒結(jié)實(shí)驗(yàn)在管式電阻爐中，氫氣氣氛下進(jìn)行。通過(guò)熱重分析

3、和燒結(jié)過(guò)程容易出現(xiàn)的缺陷確定了最佳燒結(jié)工藝，燒結(jié)第一階段采用2.5℃/min的燒結(jié)速率加熱到672℃，第二階段燒結(jié)采用5℃/min的燒結(jié)速率加熱，最后階段保溫30 min，燒結(jié)后的微器件結(jié)構(gòu)完整，表面無(wú)裂紋。
　　討論了不同燒結(jié)溫度下的收縮率、孔隙率、腐蝕后表面結(jié)構(gòu)和顯微硬度，結(jié)果表明，微器件在1070℃時(shí)已經(jīng)致密，且最大收縮率為12.70％，最小孔隙率為2.69％，最大顯微硬度為167.77 HV。為了證明離心輔助微模塑法制備微