55、微结构制造与玻璃微通道加工技术研究

微结构制造与玻璃微通道加工技术研究

1. 微结构制造新方法概述

传统的微结构制造方法，如激光纹理化、纳米压印光刻和反应离子蚀刻等，存在成本高且难以应用于大面积表面的问题。为解决这些问题，研究人员开发了一种通过刮擦表面来制造周期性结构的新方法。该方法的具体步骤如下：
1. 涂覆二氧化硅玻璃前驱体 ：将二氧化硅玻璃前驱体（如用二丁醚稀释20%的全氢聚硅氮烷PHPS溶液）旋涂在玻璃基板上，旋转速度为1000 rpm，旋转时间30 s。
2. 热固化处理 ：将涂覆好的样品在100°C下固化12 - 37 h。不同固化时间下的涂层厚度变化如下表所示：
| 样品编号 | 固化时间 (h) | 涂层厚度 (µm) （固化前） | 涂层厚度 (µm) （固化后） |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 1 | 37 | 0.679 | 0.520 |
| 2 | 18 | 0.695 | 0.616 |
| 3 | 13 | 0.551 | 0.437 |
3. 刮擦形成亚微米间距结构 ：使用带有50 µm半径尖端的金刚石笔尖，在微划痕测试仪上进行刮擦操作。笔尖在样品表面平面上垂直于样品绘制方向振荡，振荡频率固定为45 Hz，振幅为100 µm。刮擦过程中，根据实验目的，可保持或增加压力载荷，同时改变刮擦速度和载荷增加率。

以下是该方法的流程示意图：

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    A[涂覆二氧化硅玻璃前驱体] --&