CN102480018A - 一种超材料的制备方法和超材料 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种超材料的制备方法该超材料制备方法包括：在基材上刻蚀出微结构沟槽；在具有微结构沟槽的基材上附着一层金属；去掉基材上除微结构沟槽以外部分附着的金属，获得超材料。本发明另一实施例还提供了一种超材料，该超材料包括：具有微结构沟槽的基材；以及附着在所述微结构沟槽中的金属层。以实现将刻蚀技术和抛光技术同时应用于超材料制备工艺，提高超材料制备的效率。

Description

一种超材料的制备方法和超材料
【技术领域】
本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种超材料的制备方法和超材料。
【背景技术】
随着激光技术的不断成熟，高功率激光已广泛的应用于工业热处理、焊接、切割以及标识等加工领域。在这些应用中，通常利用强激光作为热源对物体加热，使物体快速升温，进而发生气化等物理过程。激光刻蚀技术具有非接触、无污染和可实现微米量级精细加工的特点。而且随着激光器质量的提高和控制系统的改善，激光刻蚀技术得到越来越广泛的应用。
化学抛光，是金属表面通过有规则溶解达到光亮平滑的方法。在化学抛光过程中，由于零件表面微观的不一致性，表面微观凸起部位优先溶解，且溶解速率大于凹下部位的溶解速率；而且膜的溶解和膜的形成始终同时进行，只是其速率有差异，结果使金属零件表面粗糙度得以整平，从而获得平滑光亮的表面。抛光可以填充表面毛孔、划痕以及其它表面缺陷，从而提高疲劳阻力、腐蚀阻力。
化学机械抛光CMP(Chemical Mechanical Polishing)区别于传统的纯机械或者纯化学抛光方法，CMP通过化学抛光的和机械抛光的综合作用，从而避免了由单纯机械抛光造成的表面损伤，以及由单纯化学抛光抛光速度慢等缺点。
现有技术中，还未存在将刻蚀技术和抛光技术相结合，应用于超材料制备工艺的相关技术。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种超材料的制备方法和超材料，能够将刻蚀技术和抛光技术相结合应用于超材料制备工艺，简化制备超材料的流程，提高效率。
为解决上述技术问题，本发明一实施例提供了一种超材料的制备方法，该方法包括：
在基材上刻蚀出微结构沟槽；
在具有微结构沟槽的基材上附着一层金属；
去掉基材上除微结构沟槽以外部分附着的金属，获得超材料。
本发明另一实施例还提供了一种超材料，该超材料包括：
具有微结构沟槽的基材；以及
附着在所述微结构沟槽中的金属层。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：采用刻蚀技术，在基材上刻蚀出微结构沟槽，然后在具有微结构沟槽的基材上附着金属层；去掉基材上除微结构沟槽以外部分附着的金属，仅使微结构沟槽中存在金属，便可获得超材料。制作简单，并且能够保证制作的质量。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种超材料的制备方法流程图；
图2是本发明实施例二提供的一种超材料的制备方法流程图；
图3是本发明实施例三提供的一种超材料的制备方法流程图；
图4是本发明实施例四提供的一种超材料结构示意图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一、
参见图1，是本发明实施例一提供的一种超材料的制备方法流程图，该超材料的制备方法包括：
S101：在基材上刻蚀出微结构沟槽。
其中，基材的尺寸和类型根据设计需求进行选择；微结构沟槽的图形根据需求进行设定。
S102：在具有微结构沟槽的基材上附着一层金属。
其中，附着金属层的厚度按照需求进行控制；金属的种类根据设计需求进行选择，例如，可以为铜、铝、银等导电材料。
S103：去掉基材上除微结构沟槽以外部分附着的金属，获得超材料。
本实施例中，采用刻蚀技术，在基材上刻蚀出微结构沟槽，然后在具有微结构沟槽的基材上附着金属层；采用抛光技术，对附着有金属层的基材抛光，仅使微结构沟槽中存在金属，便可获得超材料。制作简单，并且能够保证制作的质量。
实施例二、
参见图2，为本发明实施例二提供的一种超材料的制备方法流程图，该超材料的制备方法包括：
S201：采用激光刻蚀机在基材上刻蚀出微结构沟槽。
具体的，调整激光刻蚀机，将预设的微结构参数通过相应的软件编写方式输入到激光刻蚀机的控制系统，该控制系统根据接收的微结构参数，控制激光刻蚀机的刻蚀单元在基材上进行刻蚀，在基材上形成微结构沟槽。
其中，基材的尺寸和类型根据设计需求进行选择。
其中，微结构沟槽的图形包括：轴对称图形，如“工”字形、“十”字形；以及非轴称图形，如“卐”字型、不等边三角形、平行四边形。
S202：在具有微结构沟槽的基材上电镀一层金属。
其中，电镀金属层的厚度按照需求进行控制；金属的种类根据设计需求进行选择，例如，可以为铜、铝、银等导电材料。
其中，电镀属于本领域技术人员公知的技术，此处不再赘述。
S303：采用化学机械抛光的方式，对附着有金属的基材进行抛光，去掉基材上除微结构沟槽以外部分附着的金属，获得超材料。
在对基材抛光的过程中，由于抛光不到微结构沟槽部分，因此微结构沟槽中附着的金属仍然存在，而基材上除微结构沟槽以外部分附着的金属则被去除掉，从而形成超材料。
本实施例中，采用激光刻蚀技术，在基材上刻蚀出微结构沟槽，然后在具有微结构沟槽的基材上电镀金属层；采用化学机械抛光技术，对具有金属层的基材抛光，仅使微结构沟槽中存在金属，便可获得超材料。制作简单，微结构的尺寸能达到微米级，并且能够保证制作的质量。
实施例三、
参见图3，为本发明实施例三提供的一种超材料的制备方法流程图，该超材料的制备方法包括：
S301：选择所需基材，并对该基材进行清洁。
其中，基材的尺寸和类型根据设计需求进行选择。
S302：采用激光刻蚀机在基材上刻蚀出微结构沟槽。
具体的，调整激光刻蚀机，将预设的微结构参数通过相应的软件编写方式输入到激光刻蚀机的控制系统，该控制系统根据接收的微结构参数，控制激光刻蚀机的刻蚀单元在基材上进行刻蚀，在基材上形成微结构沟槽。
其中，微结构沟槽的图形包括：轴对称图形，如“工”字形、“十”字形；以及非轴称图形，如“卐”字型、不等边三角形、平行四边形。
S303：在具有微结构沟槽的基材上蒸镀一层金属。
其中，蒸镀金属层的厚度按照需求进行控制；金属的种类根据设计需求进行选择，例如，可以为铜、铝、银等导电材料。
其中，蒸镀属于本领域技术人员公知的技术，此处不再赘述。
S304：采用化学抛光的方式，洗去基材上除微结构沟槽以外部分附着的金属，获得超材料。
本实施例中，首先对所选基材进行清洁，保证基材的纯度；采用激光刻蚀技术，在基材上刻蚀出微结构沟槽，然后在具有微结构沟槽的基材上蒸镀金属层；采用化学的方式，仅使微结构沟槽中存在金属，便可获得超材料。制作简单，微结构的尺寸能达到微米级，并且能够保证制作的质量。
实施例四、
参见图4，为本发明实施例四提供的一种超材料结构示意图，该超材料包括：
具有微结构沟槽的基材401；以及，
附着在微结构沟槽中的金属层402。其中，微结构沟槽的图形包括：轴对称图形，如“工”字形、“十”字形；以及非轴称图形，如“卐”字型、不等边三角形、平行四边形。
其中，金属的种类根据设计需求进行选择，例如，可以为铜、铝、银等导电材料；
微结构沟槽中金属层402的厚度根据需要进行设置，可以选择填满整个沟槽，也可以选择填满沟槽深度的一半，图4中示出了选择填满整个沟槽的情况。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种超材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在基材上刻蚀出微结构沟槽；
在具有微结构沟槽的基材上附着一层金属；
去掉基材上除微结构沟槽以外部分附着的金属，获得超材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在基材上刻蚀出微结构沟槽，包括：
采用激光刻蚀机在基材上刻蚀出微结构沟槽。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用激光刻蚀机在在基材上刻蚀出微结构沟槽，具体包括：
将预设的微结构参数输入到所述激光刻蚀机的控制系统，所述控制系统根据接收的微结构参数，控制所述激光刻蚀机的刻蚀单元在所述基材上进行刻蚀，在所述基材上形成微结构沟槽。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述去掉基材上除微结构沟槽以外部分附着的金属，包括：
对附着有金属的基材进行抛光，去掉基材上除微结构沟槽以外部分附着的金属；或者，
采用化学抛光的方式，洗去基材上除微结构沟槽以外部分附着的金属。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在基材上刻蚀出微结构沟槽之前，还包括：
选择所需基材，并对该基材进行清洁。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在具有微结构沟槽的基材上附着一层金属，具体包括：
在具有微结构沟槽的基材上电镀一层金属。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在具有微结构沟槽的基材上附着一层金属，具体包括：
在具有微结构沟槽的基材上蒸镀一层金属。
8.根据权利要求1所述的方，其特征在于，所述对附着有金属的基材进行抛光，具体包括：
采用化学机械抛光的方式，对附着有金属的基材进行抛光。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微结构沟槽的图形包括：轴对称图形和非轴对称图形。
10.一种超材料，其特征在于，包括：
具有微结构沟槽的基材；以及
附着在所述微结构沟槽中的金属层。
11.根据权利要求1所述超材料，其特征在于，所述微结构沟槽的图形包括：轴对称图形和非轴对称图形。
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