[發明專利]一種金屬微型管材定向電鑄法

有效

• 申請號: 201611197968.3
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106702439B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 張新平;高國定;呂久明;何濤;肖美立
• 申請（專利權）人: 南京理工大學常熟研究院有限公司
• 主分類號: C25D1/02
• 分類號: C25D1/02;C25D1/10
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• 代理人: 暫無信息

本發明屬于微型金屬管材技術領域，具體公開了一種金屬微型管材定向電鑄法。包括制備步驟：1）在基片上通過一次掩模光刻制備第一光刻膠層；2）在第一光刻膠層間隔部分電鑄制備第一微型管材圖形；3）在第一光刻膠層上進行二次掩模光刻制備第二光刻膠層；4）在第二光刻膠層間隔部分繼續電鑄制備第二微型管材圖形；5）在第二微型管材圖形上進行定向電鑄裝置制備加長微型管材。本發明可以在基片上直接電鑄成型出無縫薄壁微細管，管材橫截面和管壁尺寸更加細小，管材綜合力學性能良好，強度高，塑性好。同時，本發明通過可控的電鑄時間制得所需長度的微型管材，避免了光刻膠厚度的限制。

技術領域

本發明涉及微型金屬管材領域，特別是一種金屬微型管材定向電鑄法。

背景技術

微通道管具有體積小、重量輕、優異的傳熱性和導電性、良好的抗腐蝕能力、良好的回收循環利用價值、良好的表面質量、良好的耐壓性等優點，是高效換熱器的理想材料，已經在汽車熱交換器領域得到廣泛利用，并躋身于商用和工業空調以及制冷領域，航空、航天等高科技產業中具有廣闊的應用前景，特別是冷凝器/氣體冷卻器、蒸發器、油冷器、中冷器、燃油冷卻器、工業冷卻器、水箱、加熱器芯、CO₂制冷劑系統應用等領域。通常，管通道當量直徑在lμm～1000μm的管材稱為微通道管，當量直徑在1mm～3mm的管材稱為小通道管，當量直徑大于3mm的管材為常規管材。

在形成終端產品之前，必須嚴格控制金屬的加工工藝過程及參數，確保微型管材幾何尺寸的高精度化和材料微觀形態的高均勻化，這就對金屬材料的加工技術有著很高的要求。目前，加工金屬管材常用的方法有鉆削、熱擠壓、激光切割等成型方法。然而在上述加工方法中，細徑薄壁微型管材尚難以得到或制得的管材質量較差，不能滿足實際使用要求。

在文獻“Hanada K，Matsuzaki K，Huang X，etal. Fabrication of Mg alloytubes for biodegradable stent application[J]. Materials Science & EngineeringC，2013，33（8）：4746-4750.”中提出了制備鎂合金微型細管的方法，可以制備出外徑為1.5～1.8mm，壁厚為150μm的微型管材。然而，其方法需要經過多道次的拉拔工序，而拉拔工藝比較復雜，對模具精度要求高，小孔徑拉拔模具加工困難甚至無法加工（特別是管外徑小于500μm時，拉拔模具定徑部分無法打磨拋光，表面粗糙），對拉拔潤滑、氧化膜厚度、表面粗糙度和產品性能控制等提出了嚴格要求。因此設計出一種便捷、精密的加工方法對微型金屬管材的制備至關重要。

準LIGA（Lithography，Electroforming，Molding）技術采用便宜的紫外光作光源，可加工出較高精度的微結構產品，且加工溫度較低，使得它在微傳感器、微執行器等微結構產品加工中顯示出突出的優點。準LIGA工藝制成的金屬微結構與Si 結構相比，更具韌性，受溫度影響小，制作方便，設備成本低，適合于中小型工廠制作各種微結構。此外，微電鑄方法制備出的材料晶粒細小，甚至可以達到納米尺度，因此在制備微結構產品方面，微電鑄法具有很大的潛力。

盡管準LIGA在加工微結構中展現很大的優勢，但是光刻膠厚度的限制引起微型管材難以加工獲得，制約了三維微結構的制作。而本發明采用定向電鑄法，可以避免這一問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，設計了一種金屬微型管材定向電鑄法，該微型金屬管材的橫截面形狀圖形可調，壁厚、長度可控。

實現本發明上述目的采用的技術方案為：一種金屬微型管材定向電鑄法，其包括制備步驟：

步驟1）：在基片上通過一次掩模光刻制備第一光刻膠層；

步驟2）：在第一光刻膠層間隔部分電鑄制備第一微型管材圖形；

步驟3）：在第一光刻膠層上進行二次掩模光刻制備第二光刻膠層；