[發(fā)明專利]金屬玻璃基塑料熱壓印微成型模具及其制備方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2012-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN102615820A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬將;張響;趙德乾;丁大偉;潘明祥;白海洋;汪衛(wèi)華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院物理研究所
• 主分類號(hào): B29C59/00
• 分類號(hào): B29C59/00;B29C33/38;B23P15/24
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;鮑俊萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是涉及一種金屬玻璃基塑料熱壓印微成型模具，及以熱壓印的方法制備該金屬玻璃基塑料熱壓印微成型模具的方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于不導(dǎo)電微納米器件的要求越來(lái)越高，而熱塑性塑料由于其價(jià)格便宜，種類眾多，可加工范圍寬以及微成型性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。此外，由于這類材料通常具有很獨(dú)特的光學(xué)性能，所以在未來(lái)光學(xué)微器件的制備中也會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。雖然人們對(duì)熱塑性塑料的微成型技術(shù)有了一定的認(rèn)識(shí)，但是用什么材料以及如何精確地制備塑料微成型模具一直以來(lái)都是人們迫切想要解決的問題。

熱壓印塑料微成型模具對(duì)材料具有一些要求，包括以下幾個(gè)方面：

1、具有高強(qiáng)度，高硬度。成型的過(guò)程中往往需要施加壓力，如果材料的強(qiáng)度不夠，模具就會(huì)發(fā)生變形甚至損壞；

2、具有高韌性。為了提高生產(chǎn)效率，成型的周期便要縮短，材料需要承受成型力的沖擊，如果韌性不夠，便會(huì)發(fā)生斷裂。

3、具有優(yōu)良的熱導(dǎo)率。材料在成型以及脫模的過(guò)程中需要對(duì)模具進(jìn)行升溫和降溫，優(yōu)良的熱導(dǎo)率可以縮短升降溫時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

4、具有耐腐蝕性。模具材料不能和需要成型的材料進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)為了便于脫模，在成型時(shí)，模具往往需要涂脫模劑，模具材料還不能和脫模劑反應(yīng)。

5、具有良好的表面質(zhì)量。為了便于脫模，模具表面質(zhì)量要求良好，粗糙度要低。

現(xiàn)有的制備塑料微成型模具的材料有金屬，例如鋼材，黃銅，鎳等，還有聚合物，陶瓷，以及半導(dǎo)體材料如硅等，這些材料有的是強(qiáng)度不足，比如最常用的鎳，它的強(qiáng)度隨著溫度升高下降的很快，有些材料則由于太脆而不能滿足使用要求，例如硅，陶瓷等。

除了材料的不足，制備方法也存在一些問題。現(xiàn)有的制備塑料微成型的模具的方法包括幾大類，分別是：直接成型，包括機(jī)加工、激光燒蝕、電火花放電成型等；光刻成型，包括紫外光刻，X射線光刻以及電子束曝光等。但是光刻成型通常要經(jīng)過(guò)電鍍才能加以使用。以上制備塑料微成型模具的方法存在一些缺點(diǎn)，例如機(jī)加工的方法能成型的最小尺寸有限制，大概在幾十到一百微米之間，不能加工更小的尺寸。激光燒蝕和電火花制備的模具表面質(zhì)量不好，粗糙度較高，而光刻技術(shù)雖然具有較高的精度，但是光刻工藝復(fù)雜，成本高，并且光刻之后的電鍍過(guò)程是一個(gè)很慢的過(guò)程，使模具生產(chǎn)的效率非常低，而且電鍍對(duì)工藝要求較嚴(yán)格，還會(huì)造成環(huán)境的污染。所以，如何高效而準(zhǔn)確的制備塑料微成型的模具成為制約塑料微器件生產(chǎn)的一道難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新型的塑料熱壓印微成型模具及其制備方法，以克服現(xiàn)有材料制備的模具及制備方法的缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種塑料熱壓印微成型模具，包括金屬玻璃基體，所述金屬玻璃基體上具有微結(jié)構(gòu)。

其中，所述金屬玻璃基體為Pd基、La基、Ce基、Zr基、Mg基、Au基、Pt基、Sc基、Dy基、Er基、Ho基、Nd基、Ni基、NiNb基、Pr基、Sm基、Tb基的金屬玻璃基體。

其中，所述金屬玻璃基體為Pd₄₀Cu₃₀P₂₀Ni₁₀、La_57.5Al_17.5Cu_12.5Ni_12.5、Ce₆₉Al₂₀Cu₁₀Co₁、Mg₆₅Cu₂₅Gd₁₀、Zr₆₅Cu₁₅Al₁₀Ni₁₀、或Au₄₉Ag_5.5Pd_2.3Cu_26.95i_16.3。

其中，所述微結(jié)構(gòu)為圓柱結(jié)構(gòu)，所述圓柱結(jié)構(gòu)的直徑為5-10μm，深度為5-10μm，所述微結(jié)構(gòu)的周期為8-20μm。

其中，所述金屬玻璃基體寬度為5-10mm，厚度為1-2mm，長(zhǎng)度為5-10mm。

而且，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種制備塑料熱壓印微成型模具的方法，包括：

步驟1：制備金屬玻璃的薄板：將金屬玻璃的熔體冷卻，得到金屬玻璃的薄板；