平行碳纳米管悬空粘附时临界槽口宽度的计算

根据小形变时的简单梁理论,给出了由碳纳米管悬空部分粘附时的几何形貌来计算平行碳纳米管之间粘附力的理论模型,推导了平行碳纳米管之间粘附力的计算公式以及碳纳米管粘附到沟槽基底时与沟槽基底的粘附力计算公式。由于碳纳米管本身的尺度小,实验上无法直接测量出平行碳纳米管之间的粘附力。本研究给出的计算公式可以由扫描电子显微镜(SEM)下观测到的碳纳米管悬空部分粘附时的几何形貌计算出平行碳纳米管之间的粘附力。根据文献中给出的平行碳纳米管之间粘附力的理论计算结果,估算了不同间距的平行碳纳米管能够粘附在一起所需要的槽口宽度,以及碳纳米管恰好粘附到沟槽基底时不同槽口宽度和深度之间的对应关系。这些结果对制备用于测量平行碳纳米管之间粘附力的悬空结构提供了重要的参考价值。

大粘度复合纳米材料面投影微立体光刻系统的分辨率研究

基于数字微反射镜的动态掩膜面投影微立体光刻技术是一种基于快速原型制造思想的新型微细结构加工手段,其系统中常用树脂槽和涂覆装置使得其无法适用于粘度大的固化材料。为实现粘度大的复合纳米材料的固化制造,构建了新型的基于数字微反射镜技术的动态掩膜微立体光刻系统,该系统的加工横向分辨率由系统的光学分辨率与树脂特性共同决定。当单层树脂固化厚度超过临界值时,系统的横向分辨率将降低。根据实验中测量光学系统的分辨率以及树脂的工作曲线,得到本系统的最高横向分辨率可以达到14μm。

微立体光刻中光敏树脂特性的实验研究

微立体光刻技术是基于快速原型制造技术思想的新型微细加工技术。在微立体光刻制造中,光敏树脂在一定波长的光照下发生固化反应,光敏树脂的曝光量阈值和透射深度是光敏树脂的两个重要的特性参数。对掺入质量比20%氧化硅纳米颗粒自行制备的光敏树脂的两种特性值进行测试研究,测量得到光敏树脂在氮气环境中比与在空气中的曝光量阈值小,分别为5.6 mJ/cm2以及86.5 mJ/cm2;加入光吸收剂后的透射深度比不加入光吸收剂的透射深度小,分别为14以及60。根据测量的树脂的特性值,使用实验室开发的微反射镜动态掩膜微立体光刻系统,成功制作微齿轮。

面投影微立体光刻系统的开发和研究

面投影微立体光刻由于具有加工精确度高、分辨率高、速度快等特点而成为最有前途的微立体加工技术之一。本文介绍了实验室开发的用于复杂器件制作的面投影微立体光刻系统,该系统中采用LED模组作为光源,为了适用粘度大的固化材料的加工,设计新的树脂槽和涂覆系统。对系统中使用的投影镜头的光学分辨率以及树脂的工作曲线进行了测量,系统的加工横线分辨率可以达到14μm。利用该系统成功制作了齿轮的模型。