[發(fā)明專利]一種電沉積書寫系統(tǒng)及直寫式制備金屬微納結(jié)構(gòu)的方法

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• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112458507A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 明平美;李玉婷;周濤;鄭興帥;閆亮;牛屾;張云燕;肖有平;李士成;王文凱;張亞楠
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué);南通美精微電子有限公司
• 主分類號: C25D5/04
• 分類號: C25D5/04;C25D17/12;C25D21/10;C25D21/12;C25D5/02
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種電沉積書寫系統(tǒng)，它包括書寫筆（4）、陰極基底（6）、電解液（2）、電沉積電源（5）、惰性金屬絲（1）、進(jìn)液口（3）；所述的書寫筆包括中空狀書寫筆桿（4-1）、中空狀書寫筆頭（4-2）、陶瓷球珠（4-3）；所述的中空狀書寫筆頭（4-2）可拆卸的固定于中空狀書寫筆桿（4-1）的下端，且與中空狀書寫筆桿（4-1）相連通；所述的陶瓷球珠（4-3）可轉(zhuǎn)動的安設(shè)于中空狀書寫筆頭（4-2）的外端部；所述的惰性金屬絲（1）置于中空狀書寫筆桿（4-1）內(nèi)且其下端伸入中空狀書寫筆頭（4-2）內(nèi)部；所述的書寫筆（4）的空腔內(nèi)始終裝有電解液（2）；所述的書寫筆（4）可相對于陰極基底做三維運動；所述的陶瓷球珠（4-3）始終與陰極基底（6）的表面接觸；所述的陰極基底（6）和惰性金屬絲（1）分別于電沉積電源（5）的負(fù)極和正極相連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電沉積書寫系統(tǒng)，其特征在于：所述的惰性金屬絲（1）的直徑小于中空狀書寫筆頭（4-2）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電沉積書寫系統(tǒng)，其特征在于：所述的陶瓷球珠（4-3）由電絕緣陶瓷制成，其直徑為50~200μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電沉積書寫系統(tǒng)，其特征在于：所述的電解液（2）含有1種或2種以上易于電化學(xué)還原成原子的金屬離子。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電沉積書寫系統(tǒng)，其特征在于：所述的電解液（2）的溫度為25~60^oC。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電沉積書寫系統(tǒng)，其特征在于：所述的中空狀書寫筆頭（4-2）的材質(zhì)為鈦合金。

7.一種直寫式制備金屬微納結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1：把書寫筆（4）靠近陰極基底（6）并使陶瓷球珠（4-3）輕壓在陰極基底（6）的表面上；

S2：把書寫筆（4）相對于陰極基底（6）移動到設(shè)定的起始位置；

S3：啟動電沉積電源（5）的同時驅(qū)動書寫筆（4）在陰極基底（6）的表面上按設(shè)定的路徑勻速地移動，此時，電解液（2）在陶瓷滾珠（4-3）的滾動剪切作用下被帶出書寫筆（4）并粘附在陰極基底（6）的表面上，與此同時，在電場的作用下粘附在陰極基底（6）上的電解液（2）中的金屬離子被還原成金屬原子而堆疊在陰極基底（6）的表面上并形成金屬微納結(jié)構(gòu)（7）；

S4：當(dāng)書寫筆（4）移動到設(shè)定路徑的終點位置時停止移動，并關(guān)斷電沉積電源（5）；

S5：抬起書寫筆（4），移離陰極基底（6）并對其進(jìn)行清洗干燥，即得到制備的金屬微納結(jié)構(gòu)（7）。