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专利摘要

本发明涉及一种基于弹性导电硅橡胶复合材料芯模的微电铸方法，该方法包括以下步骤：⑴“三明治”结构弹性导电硅橡胶复合材料芯模的软刻蚀成形；⑵电铸液的配制；⑶微型零件的电沉积成形；⑷微型零件的脱模；⑸微型零件的后处理。本发明克服了传统微电铸技术制造成本高和制备工艺复杂等缺陷，具有工艺简单、成本低等显著优点，可制备独立、高尺寸精度与高表面质量的金属、金属/陶瓷复合材料与陶瓷微型零件。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202110096663.8
申请日期:
2021-01-25
专利申请人:
中国科学院兰州化学物理研究所
分类号:
B29C39/02;B29C39/26;B29C70/42;B29C70/54
发明/设计人:
苏博，周波，孟军虎，韩杰胜，张爱军
权利要求: 1.一种基于弹性导电硅橡胶复合材料芯模的微电铸方法，包括以下步骤：⑴弹性导电硅橡胶复合材料芯模（6）的制备：①将聚二甲基硅氧烷预聚体及其固化剂按10:1的体积比混合均匀，得到PDMS混合液；将所述PDMS混合液浇注到原始模板（1）周围，于100℃固化35min，即得弹性导电硅橡胶复合材料芯模的表面绝缘层（2）；②向所述PDMS混合液中添加导电填料，导电填料的添加量为PDMS混合液体积分数的10%-50%，经超声分散均匀后得到导电填料/PDMS混合液；待所述表面绝缘层（2）冷却至室温后，将所述导电填料/PDMS混合液浇注到所述原始模板（1）上；同时，将金属导线（3）预埋在所述导电填料/PDMS混合液中，并于100℃固化35min，即得弹性导电硅橡胶复合材料芯模的导电层（4）；③待所述导电层（4）冷却至室温后，将所述PDMS混合液浇注到所述导电层（4）的背面，并于100℃固化35min，即得弹性导电硅橡胶复合材料芯模的背面绝缘层（5）；待所述背面绝缘层（5）冷却至室温后，将固化后的弹性导电硅橡胶复合材料芯模从所述原始模板（1）上剥离下来；即得“三明治”结构弹性导电硅橡胶复合材料芯模（6）；⑵电铸液配制：根据所制备材料的不同配制不同体系的电铸液；⑶微型零件的电沉积成形：将所述“三明治”结构弹性导电硅橡胶复合材料芯模（6）作为阴极，阳极则与所制备微型零件材料相匹配；然后将该阴极和阳极浸入所述电铸液中，根据所制备材料的不同选择不同的电沉积工艺条件进行电沉积，直至芯模被铸满；⑷微型零件脱模：经手动脱模即得金属、金属/陶瓷复合材料微型零件或陶瓷微型零件生坯（7），其中陶瓷微型零件生坯的脱模前首先要对其进行干燥；⑸微型零件后处理：微电铸金属、金属/陶瓷复合材料微型零件的后处理包括热处理与表面抛光处理；微电铸陶瓷微型零件的后处理指对陶瓷微型零件生坯进行烧结。2.如权利要求1所述的一种基于弹性导电硅橡胶复合材料芯模的微电铸方法，其特征在于：所述步骤⑴中使用软刻蚀方法制备弹性导电硅橡胶复合材料芯模（6）。3.如权利要求1所述的一种基于弹性导电硅橡胶复合材料芯模的微电铸方法，其特征在于：所述步骤⑴中弹性导电硅橡胶复合材料芯模（6）具有“三明治”结构。4.如权利要求1所述的一种基于弹性导电硅橡胶复合材料芯模的微电铸方法，其特征在于：所述步骤②中导电填料是指金属导电颗粒与无机导电颗粒。5.如权利要求1所述的一种基于弹性导电硅橡胶复合材料芯模的微电铸方法，其特征在于：所述步骤⑵中电铸液是指水基电铸液、酒精基电铸液、离子液体基电铸液以及超临界流体电铸液中的一种。6.如权利要求1所述的一种基于弹性导电硅橡胶复合材料芯模的微电铸方法，其特征在于：所述步骤⑶中所制备微型零件材料是指金属、陶瓷、金属/陶瓷复合材料中的一种。7.如权利要求1所述的一种基于弹性导电硅橡胶复合材料芯模的微电铸方法，其特征在于：所述步骤⑶中采用搅拌、兆/超声、脉冲、磁场、射流外场辅助电沉积方法中的一种。8.如权利要求1所述的一种基于弹性导电硅橡胶复合材料芯模的微电铸方法，其特征在于：所述步骤⑸中微型零件的后处理包括微电铸金属、金属/陶瓷复合材料微型零件的热处理与表面抛光处理以及微电铸陶瓷微型零件生坯的烧结。