吕辉
- 作品数：5 被引量：21H指数：3
- 供职机构：中南大学机电工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：化学工程更多>>
- 电流密度对微/纳结构电铸成型模芯质量的影响被引量：2
- 2017年
- 利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics,模拟微/纳结构电铸过程中阴极表面的电场分布,研究不同电流密度下微/纳结构表面的电场分布及电铸层生长前沿情况。仿真结果表明:采用较低的初始电流密度,可有效改善微/纳结构生长前沿铸层厚度的均匀性。选用纳米光阑和纳米柱阵列2种微/纳结构母板进行电铸实验,将初始电流密度从4A/dm2调至1A/dm2,纳米光阑母板成型最大误差60nm降至±20nm之内。通过合理设置初始电流密度、增强阴极表面溶液流动强度等措施,纳米柱阵列模芯特征直径尺寸误差由6.27%下降至2.49%,有效提高电铸模芯的复制质量。
- 翁灿王飞王飞吕辉吕辉
- 关键词：电铸电流密度模芯
- 辅助阴极对电铸微模芯厚度均匀性的影响被引量：7
- 2014年
- 用Ansys有限元软件对微透镜阵列模芯电铸过程中的电场线分布进行模拟分析,研究了辅助阴极的尺寸对电流密度分布的影响,预测了电铸模芯厚度均匀性的变化趋势。分析发现,辅助阴极能提高电铸模芯厚度的均匀性,当框形辅助阴极与母板阴极的边长之比为1.5时,模芯表面的电流密度相对偏差由无辅助阴极时的82.8%降低至10.1%。通过电铸实验对模拟结果进行验证。结果表明,所得铸层厚度偏差可降低到18.89%,与模拟分析结果较为一致。电铸成型所得1 mm厚的微透镜阵列模芯厚度均匀,微观形貌与母板一致,可应用于微注塑成型工艺。
- 吕辉徐腾飞刘佳黎醒蒋炳炎
- 关键词：微透镜阵列电铸数值仿真
- 疏水植物表面微纳复合结构电铸模芯的制备被引量：2
- 2018年
- 以竹叶下表面为疏水生物母板,针对疏水表面电铸成型的特殊性,分别采取湿润剂浸润处理和阴极水平旋转运动两个技术手段改善微纳复合结构的电铸成型质量。结果表明:浸润处理可有效提高沉积离子在微纳米凹槽内部的沉积,阴极水平旋转对提高电铸镍模芯宏观质量和微观结构复制质量均有一定效果。采用浸润处理与阴极旋转相结合的电铸复制工艺,可明显提高竹叶下表面微纳复合结构的复制质量,成功实现具有疏水植物表面微纳复合结构的模塑成型镍模芯的高质量制备。
- 黎醒蒋炳炎蒋炳炎吕辉吕辉
- 关键词：电铸疏水表面形貌
- 屏蔽挡板对电铸微模芯厚度均匀性的影响被引量：4
- 2014年
- 利用有限元分析软件Ansys对电铸系统中阴极电流密度分布进行模拟。研究了不同屏蔽挡板对阴极电流密度分布的影响,预测了电铸模芯厚度均匀性的变化趋势。结果发现:屏蔽挡板能提高电铸模芯的厚度均匀性;当屏蔽挡板的方孔与阴极等大时,模芯的厚度均匀性最佳,模芯边缘与中心的厚度比由不使用屏蔽挡板时的2.03缩减至1.15。根据仿真优化结果设置对照实验。使用厚度测量仪检测样品各点的厚度,采用影像测量仪观察微透镜阵列模芯表面形貌及截面厚度的分布情况。实验结果与仿真结果匹配,优化后的模芯边缘与中心的厚度比为1.42,形貌与母版的基本一致。
- 马鑫蒋炳炎陈中原吕辉Stefan Kirchberg
- 关键词：有限元仿真微透镜阵列
- 流场分布对纳米结构模板电沉积成型质量的影响被引量：8
- 2017年
- 提出采用新型阴极多自由度运动电沉积技术制作纳米结构模塑成型镍模板,研究不同流场分布状态下电沉积成型模板的厚度分布、表面质量和纳米结构成型精度。研究结果表明:阴极定轴转动可使其表面流体流动增强,但对电解液的整体搅拌作用较弱,需辅助高压空气搅拌等措施以增强传质效果;阴极水平往复运动对电解液整体搅拌作用较强,但阴极表面电铸液流动性较差,上部区域存在流动死角;当阴极定轴旋转转速为150 r/min,水平往复移动速度为250 mm/s时,镀层厚度偏差可分别降低至17.26%和20.93%;运动阴极电沉积制得的镍模板表面气孔缺陷明显减少,纳米结构的复制精度显著提高,可应用于纳米结构模塑成型工艺。
- 吕辉蒋炳炎翁灿周明勇黎醒
- 关键词：电沉积
