表面微结构

摘要： 为解决船体表面生物污损现象造成的船舶运行阻力增大、寿命降低等问题。本文研究利用反应离子刻蚀(RIE)技术方法,制备具有特定微结构的304不锈钢防污表面,选用三角褐指藻(P.tricornutum)和小球藻(C.pyrenoidosa)为目的污损生物,对微结构表面开展防污实验。使用接触角测量仪分析微结构表面的浸润性,利用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)和ImageJ软件对微结构表面的防污性能进行评价。结果表明:微结构表面接触角增大至108.5°,为疏水表面;微结构表面对三角褐指藻和小球藻的抑制率达到91.5%和89.8%,显示出优异的防污能力。该新型微结构表面为船舶绿色防污减阻表面的设计提供依据。

摘要： 微纳米尺度的表面结构在表面工程中有着许多特殊的性能和应用,为了研究飞秒激光制备不锈钢表面微纳结构的机理,基于经典双温模型理论对飞秒激光烧蚀304不锈钢的过程进行了数值模拟计算。经过计算得到了不同激光能量密度、不同烧蚀深度处电子与晶格系统温度的演化规律,确定了飞秒激光单脉冲作用下的烧蚀阈值,通过数值模拟得到飞秒激光烧蚀不锈钢只发生在材料的表面,对内部的材料影响很小。最后使用飞秒激光微纳加工系统在不锈钢表面制备了微纳结构,多边形微孔结构保持了高质量的边缘形貌,在孔的内壁出现了周期性结构。

摘要： 根据超声辅助技术在制备微结构中的最新应用成果,介绍了超声辅助的车削、铣削、磨削3种方法制备微结构的原理和应用,对3种制备方法的原理与应用进行分析和论述,最后还介绍了1种利用超声辅助刻划制备微结构的新方法。

摘要： 随着减阻研究的深入,人们将越来越多的注意力放到了仿生减阻上。通过观察一些水生生物,科学家们发现了垂向水流方向的沟槽结构具有一定的减阻效果,一些研究者也通过模拟这些水生生物的表皮做了一系列的研究,但是这些微织构在哪个尺度具有最好的减阻性能、微型沟槽的高宽比对减阻效果的影响还没有确切研究,同时目前的研究都以刚性结构为基础,忽略了微织构材料对减阻效果的影响。为解决以上问题,本文利用有限元软件,对不同尺度、不同高宽比的沟槽以及柔性沟槽的减阻效果进行研究。通过研究发现,微型沟槽在5微米尺度的减阻效果最佳,可以达到15%;沟槽的高宽比在大于1.2时减阻效果最佳,可以达到15%左右;柔性沟槽在低速流中的减阻效果比较明显,其中在1 m/s的流速下可以达到12.38%。

摘要： 本文围绕银粉对导电银浆性能及表面结构的影响进行了实验分析.结果 表明:银粉颗粒形状和分散性不同,银浆固化膜导电性能有差异.在不同混合银粉配比条件下,银浆固化膜导电性能也不同.

摘要： 本文围绕银粉对导电银浆性能及表面结构的影响进行了实验分析。结果表明:银粉颗粒形状和分散性不同,银浆固化膜导电性能有差异。在不同混合银粉配比条件下,银浆固化膜导电性能也不同。

摘要： 金属锂具有超高理论比容量密度(3680 mA·h/g)和低还原电位(-3.04 V,相对标准氢电极),被认为是高能量密度电池负极材料的"圣杯".然而,由锂枝晶生长和对电解质高反应性所造成的库仑效率低、循环寿命短、内短路等一系列问题,严重制约着金属锂负极的实用化进展.在实际的电化学体系中,集流体作为金属锂沉积/脱出的基底,其表面性质对锂负极的循环稳定性起着至关重要的作用.本文从负极集流体表面成分以及微结构设计两方面系统总结了多种稳定金属锂负极的界面修饰策略,包括构建亲锂表面、纳米级电子/离子混合导电网络修饰、表面微结构设计等.对集流体界面和结构进行针对性修饰,可以有效调控金属锂的电沉积,推进金属锂负极在高能量密度电池体系中的实用化进程.

摘要： 针对圆刀片磨削加工后表面质量不均匀的现象,研究了硬质合金圆刀片刃面磨削加工工艺中砂轮倾角和砂轮粒度对刃面质量影响.通过运动学分析,建立了切削表面纹理与切削工艺参数的数学关联模型,揭示切削参数对切削模式、表面纹理的影响规律.利用光学三维形貌仪测量了不同位置的刃面微结构及面粗糙度,对比了双区域磨削、单区域磨削和砂轮粒度对表面形貌的影响.结果表明,单区域磨削的面粗糙度具有更好一致性,多区域磨削具有更低的面粗糙度,对于精加工选用单区域磨削可有效也提高圆刀片表面质量.

摘要： 为了使应用于驾驶舱内的液晶显示器满足观看者的特殊视角要求,设计了一种能够将液晶显示器的最大亮度由正视方向根据观看者的位置偏转到特定方向的光学膜.本文基于扩展光源进行设计,根据扩展光源上不同位置的光线到达微结构的能量不同,提出了分段加权叠加的方法设计出微结构面型.仿真结果表明:水平视角不变,垂直视角偏转-15o,光线透过率为84.7％,半亮度视角范围为(-38.4o,4.4o).采用无掩膜直写光刻工艺制作了实际样品并进行了效果测试,测试结果表明:和传统的背光视角相比,垂直方向的最大亮度由原来的0o偏转到-16°,半亮度视角由(-23.8o,27.4o)变为(-43o,9.4o),透过率为83.0％,同时满足视角偏转和亮度的要求.

摘要： 随着列车运行速度的不断提升,气动效应对列车运行安全性产生的影响越来越突出.目前针对高速列车横风效应的研究通常假定列车表面光滑,实际上列车表面是非光滑的,边界层内的流动特性有所不同.利用微结构进行非光滑表面设计的新型技术手段可能改善高速列车在横风条件下的气动性能.以在车顶加设矩形条带组的方式,对1:25比例的列车模型进行局部非光滑设计;采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)方法对横风作用下光滑表面和粗糙表面的列车模型进行气动性能模拟.结果表明,与光滑模型相比,粗糙模型下的侧向力系数和倾覆力矩系数分别降低了3.71?％和10.56?％.选取条带的宽度、高度和长度为设计变量,基于正交试验设计方法设计不同的数值模拟方案,利用方差分析和极差的方法探索矩形条带几何参数与列车侧向力和倾覆力矩间的关系,给出条带外形设计的优选方案.本研究可为横风作用下如何提升高速列车的气动性能提供理论依据.

摘要： 镁合金作为骨植入体时存在的耐腐蚀性较差的问题是制约其在生物医学应用上的主要因素,因此研究学者对镁合金的耐腐蚀性有偏重的研究.目前应用的主要的方法是对镁合金进行表面改性处理来提高其耐腐蚀性,包括微弧氧化、溶胶凝胶、激光处理、复合涂层等,但这些方法得到的表面通常是不规则的.本文针对镁合金的力学性能特点提出了一种基于塑性变形的表面微结构阵列的成形方法,通过在镁合金材料表面制作一种微凹坑阵列结构来改变其表面性质,以提高其耐腐蚀性和生物相容性.本文采用试验与仿真相结合的方法探究镁合金表面微凹坑阵列的成形机理及工艺.

摘要： 分别在SF6和空气环境下,使用波长1064nm的半导体端面泵浦微秒脉冲激光器作为光源扫描辐照单晶硅表面,制备出"黑硅"材料.扫描电子显微镜的测量结果显示在SFa氛围中得到的微结构与空气中的相比,纵横比更大,锥形结构更加完整,表面更光滑,表明背景气体对于表面微结构的形成起着重要作用.通过对比分析不同数量激光脉冲辐照后的硅表面微结构,研究微秒激光辐照下硅表面微结构的演变过程,主要涉及激光诱导周期性表面结构、激光辅助化学刻蚀和再沉积等机制.

摘要： 本文采用分子动力学模拟方法,研究了具有不同形态微结构的硅基底对探针滑动摩擦的作用,以及微结构尺寸在摩擦中的影响.结果表明基底表面微结构能够降低探针滑动时受到的摩擦力.此外,当探针与微结构基底表面接触面积不变时,微结构宽度对摩擦力影响不大.

摘要： 采用金相显微镜、润湿角测定仪、表面张力仪等分析手段,研究了糊状钎剂对钎料的润湿行为以及钎料表面微结构对润湿的影响.结果表明:擦洗处理后钎料微观表面呈现大面积的擦洗"平滑区",擦洗+精轧处理后钎料微观表面为条纹槽带、条纹槽和"平滑区".擦洗+精轧处理后的钎料表面糊状钎剂黏附层分布较均匀,收缩坑较少,且具有较大的单位钎料表面黏附糊状钎剂质量.热力学分析表明擦洗+精轧的钎料表面黏附功和黏附张力较大,黏附糊状钎剂的能力更强;力学分析表明糊状钎剂的收缩滞后阻力主要为条纹槽中糊状钎剂的附加压力△p,擦洗+精轧处理的钎料表面对糊状钎剂收缩具有较大的滞后阻力.

摘要： 通过改变磨削深度及预应力大小对预应力磨削淬硬表面层微结构损伤进行实验研究.以45钢工件为例,结合SEM图像和EDS谱图实验结果,从磨削深度、预应力作用的角度对工件表面层微结构损伤进行分析研究.实验结果表明,熔融涂覆是预应力磨削淬硬工件表面微结构损伤最主要的一种.随着磨削深度的不断增加,熔融涂覆现象随着不断增强;磨削裂纹中由残余应力引起的呈龟甲状的磨削裂纹危害最大,同时预应力对磨削裂纹的产生、分布和类型等存在一定的影响;工件表面还存在的磨削划痕、压坑、氧化层,Fe3C析出和金属杂质融球等缺陷,这将直接影响工件的使用性能.

摘要： 分别在SF6和空气环境下,使用波长1064nm的半导体端面泵浦微秒脉冲激光器作为光源扫描辐照单晶硅表面,制备出"黑硅"材料.扫描电子显微镜的测量结果显示在SF6氛围中得到的微结构与空气中的相比,纵横比更大,锥形结构更加完整,表面更光滑,表明背景气体对于表面微结构的形成起着重要作用.通过对比分析不同数量激光脉冲辐照后的硅表面微结构,研究微秒激光辐照下硅表面微结构的演变过程,主要涉及激光诱导周期性表面结构、激光辅助化学刻蚀和再沉积等机制.

摘要： 本文采用分子动力学模拟的方法研究了硅的表面微结构对纳米水滴润湿硅表面的影响,所做研究选择在硅(100)面上进行.首先,进行了一个基本参照模拟,即模拟纳米水滴在表面原子规则排列的硅平板上的润湿行为,得到平稳后水滴的形态;然后,在硅的上表面增加尺寸系统变化的简单微结构,得到微结构尺寸对硅表面润湿性的影响;模型模拟的三种微结构分别是条纹状的,网格状的和分散凸台状结构,研究结果表明,硅表面润湿性增强时,表面微结构会导致水滴润湿行为的各向异性,即水滴稳定后的形状随着微结构的不同而变化.本文中还研究了在硅的表面增加二级微结构时,它对水滴在硅表面的润湿行为的影响.

摘要： 本文通过在水润滑轴承的轴衬内表面设计沟槽型表面微结构并进行仿真,研究了不同滑动轴承工况对润滑膜承载力的影响.研究发现,水润滑条件下转速、偏心率和间隙比的变化会影响润滑膜承载力的大小以及最大承载力的位置.

摘要： 针对纯铅、纯锡等高塑性金属材料的加工需求,从加工工艺性、检测与评价技术等方面系统梳理了难点与关键技术,制定了总体加工方案.在此基础上,面向实验元件确定性可控粗糙度加工、表面微沟槽高精度成形等开展了精密/超精密加工工艺研究,进行了初步的切削实验,基本掌握了针对该类元件的高精度加工方法,并向提供了多种规格的产品,同时,完成了表面微结构的测量和初步表征.

摘要： 当前白光LED的发光原理，广义上也属于荧光灯的一种，它仅是激发方式和激发波长与传统荧光灯不同，传统荧光灯是以汞谱线产生的紫外光激发荧光粉发光，LED是半导体电致发光的可见蓝光，紫光及不可见紫外光，红外光，激发荧光粉发光，芯片加荧光粉，芯片同荧光粉体优化配伍，充分发挥荧光粉光转换高量子效率，科学设置不同应用要求的光配方器件。通过十五年的对接，优化配伍采用自主创新高光效，长寿命，定制型多元稀土荧光粉，对于提高不同应用领域的LED光源品质，改善蓝光对人体节律，视力等相关的影响有着深渊的意义。

摘要： 本发明提供一种利用喷墨印刷柔性微结构表面制备微结构电极的方法，其包括如下步骤：在支撑基材表面制备具有粘弹性的预聚合基底，通过在粘弹性基底上喷墨印刷水溶性聚合物牺牲性墨水制备具有微结构表面的柔性基底；在该基底表面沉积导电层，制作柔性微结构电极；基于柔性基材表面可控制备的微型导电结构实现高灵敏电子皮肤传感。本发明通过喷墨印刷柔性微结构表面制备柔性微结构电极，可实现一种低成本、高效率、可大面积制作高灵敏电子皮肤传感器的方法。

摘要： 本发明涉及用于表面等离子体共振(SPR)分析的一种微结构化芯片，该微结构化芯片采用由以下部分形成的实心体的形式：一个基底；一个上表面，该上表面的至少部分被覆盖着一个金属层；以及至少一个侧表面。该芯片的特征在于：前述上表面(4；44)具备来自至少一个空腔和/或至少一个突起之中的意在接收有待分析的物质的至少两个微测区(1；11；41；51；61)，所述区通过一些平面表面彼此分隔；并且所述区中的至少一个不同于其他区。

摘要： 公开一种方法和装置，其中设置在一个超微结构或显微结构的表面上的一个液滴的运动是取决于超微结构的特征图案的至少一个特征，或者液滴的至少一个特征。在一个实施例中，液滴的横向的运动取决于超微结构的特征图案的至少一个特征，这样使液滴在一个希望的方向上沿着一个超微结构的特征图案运动。在另一个实施例中，液滴的运动取决于或者超微结构特征图案的至少一个特征，或者液滴的至少一个特征，以这样一种方式使液滴在一个希望的区域渗透特征图案以及变成基本上不移动的。

摘要： 本发明涉及用于表面等离子体共振(SPR)分析的一种微结构化芯片(3，33，43，53，63)，该微结构化芯片采用由以下部分形成的实心体的形式：一个基底(5，77)；一个上表面(4，44)，该上表面的至少部分被覆盖着一个金属层(2，22，42，52，62)；以及至少一个侧表面(55，66)。该芯片的特征在于，前述上表面具备一些意在接收有待分析的物质并且从n个突起和m个空腔当中选出的微测区，并且特征在于当n+m≥2时，所述区通过一些平面表面被彼此分隔，其中n的范围是从1到j，m的范围是从0到i，并且j和i是整数。

摘要： 用于塑料功能性微结构表面批量化生产的采用软光刻技术复制塑料功能性微结构表面的方法，属于功能性塑料元件表面的制备领域。它解决了目前超疏水性微结构表面的批量制备存在的高成本及低效率的问题。它包括以下步骤：制备具有超疏水性塑料功能性微结构表面的母模；采用软光刻复制技术制备反模；采用软光刻复制技术将所述反模的功能和结构转移至极紫外光可以修复的塑料材料表面，并采用剥离技术将极紫外光可以修复的塑料材料表面从反模上分离，得到与母模相同的塑料功能性微结构表面，实现对塑料功能性微结构表面的复制。本发明适用于塑料功能性微结构表面的批量化生产。

摘要： 本申请提供一种微结构的生成方法及表面具有微结构的产品，方法包括：根据表面具有微结构的第一模板，在基板上形成具有微结构的掩膜层，其中，微结构包含具有至少一项结构特征的多个单体结构，结构特征为：多个单体结构尺寸不一，或者，多个单体结构非均匀排布；对具有掩膜层的基板进行等离子刻蚀，以将掩膜层包含的微结构复刻到基板的本体上。微结构可以保证产品的抗眩光效果，而采用将第一模板具有的微结构复刻到基板的掩膜层，再通过等离子刻蚀的方式将掩膜层的微结构复刻到基板的本体上，可以提升产品的性能、精度和可靠性。

摘要： 本发明提供一种利用喷墨印刷柔性微结构表面制备微结构电极的方法，其包括如下步骤：在支撑基材表面制备具有粘弹性的预聚合基底，通过在粘弹性基底上喷墨印刷水溶性聚合物牺牲性墨水制备具有微结构表面的柔性基底；在该基底表面沉积导电层，制作柔性微结构电极；基于柔性基材表面可控制备的微型导电结构实现高灵敏电子皮肤传感。本发明通过喷墨印刷柔性微结构表面制备柔性微结构电极，可实现一种低成本、高效率、可大面积制作高灵敏电子皮肤传感器的方法。

摘要： 本发明涉及用于表面等离子体共振(SPR)分析的一种微结构化芯片，该微结构化芯片采用由以下部分形成的实心体的形式：一个基底；一个上表面，该上表面的至少部分被覆盖着一个金属层；以及至少一个侧表面。该芯片的特征在于：前述上表面(4；44)具备来自至少一个空腔和/或至少一个突起之中的意在接收有待分析的物质的至少两个微测区(1；11；41；51；61)，所述区通过一些平面表面彼此分隔；并且所述区中的至少一个不同于其他区。

摘要： 本发明公开了一种表面微结构的制备方法，包括：(1)制备微结构模板，微结构模板为多孔硅模板，制备过程包括：在单抛硅表面依次镀上SiO2和铝，其次进行铝的阳极氧化，随后在磷酸溶液中进行扩孔，最后将多孔层微结构转移至硅片表面，去除氧化多孔层后即得多孔硅模板；(2)纳米压印，即用上述微结构模板进行纳米压印，其中压强为30‑50bar，压印温度为50‑80°C，紫外曝光时间30‑120s；(3)室温下脱膜，将微结构模板表面的图案转移到样片上；(4)清洗，完成微结构制备。本发明还公开了相应的表面微结构。本发明采用优化的工艺和制备参数，使得制备得到的微结构可以克服因表面折射率差带来的反射对器件性能的影响，实现大面积、低成本、高增透表面微结构的制备。

摘要： 本发明公开了一种高增透表面微结构的制备方法，包括：(1)制备微结构模板；(2)纳米压印，包括先窗口层旋涂一层纳米压印光刻胶，由模板压印热纳米压印光刻胶，将图案转移到纳米压印光刻胶上，再用纳米压印光刻胶对目标片进行压印；(3)将微结构模板表面的图案转移到纳米压印胶上；(4)以复制了图案的纳米压印光刻胶为掩膜对样片进行刻蚀，包括首先去除压印后图案底部的残胶，然后根据微结构模板表面图案深度h进行刻蚀；(5)清洗，完成微结构制备。本发明中还公开了相应的微结构。本发明采用优化的工艺和制备参数，制备得到的微结构可以克服因表面折射率差带来的反射对器件性能的影响，实现大面积、低成本、高增透表面微结构的制备。