CN110684994A - 具有超疏水微纳米表面结构的宽幅金属模板的制造方法 - Google Patents

具有超疏水微纳米表面结构的宽幅金属模板的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110684994A
CN110684994A CN201910906851.5A CN201910906851A CN110684994A CN 110684994 A CN110684994 A CN 110684994A CN 201910906851 A CN201910906851 A CN 201910906851A CN 110684994 A CN110684994 A CN 110684994A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass substrate
super
metal
surface structure
metal coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910906851.5A
Other languages
English (en)
Inventor
李国柱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201910906851.5A priority Critical patent/CN110684994A/zh
Publication of CN110684994A publication Critical patent/CN110684994A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/10—Moulds; Masks; Masterforms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1646—Characteristics of the product obtained
    • C23C18/165—Multilayered product
    • C23C18/1653—Two or more layers with at least one layer obtained by electroless plating and one layer obtained by electroplating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/20—Separation of the formed objects from the electrodes with no destruction of said electrodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有超疏水微纳米表面结构的金属模板的制造方法，包括如下步骤：步骤一、选择玻璃基板，所述玻璃基板至少一侧面上具有超疏水微纳米表面结构，利用蒸馏水对玻璃基板进行清洗；步骤二、通过化学镀方法在玻璃基板上进行化学镀并在玻璃基板的具有超疏水微纳米表面结构的侧面上形成金属镀层；步骤三、采用电镀方法对已被化学镀方法处理过的玻璃基板进行电镀，从而加厚金属镀层；步骤四、电镀结束之后脱模，并对金属镀层进行清洗；步骤五、对清洗之后的金属镀层进行钝化处理，该方法通过玻璃基板高效地制造具有大面积的超疏水微纳米表面结构的金属模板。

Description

具有超疏水微纳米表面结构的宽幅金属模板的制造方法
技术领域
本发明属于模具制造技术领域，尤其涉及一种具有超疏水微纳米表面结构的金属模板的制造方法。
背景技术
多年以来科学家在荷叶等自然界多种超疏水现象的启发下，研究了各种各样的超疏水微纳米材料，并将超疏水微纳米材料喷涂在薄膜基材的表面，从而在薄膜的表面形成具有超疏水微纳米表面结构的涂层，因此具有很好的疏水自清洁，防污染、耐热，耐酸碱等性能，与此同时，通过超疏水微纳米材料表面喷涂处理的薄膜基材在耐磨、耐老化方面存在缺陷，并且超疏水微纳米材料表面喷涂处理工艺无法保证高效、环保地生产薄膜基材，因此，目前国内研究方向转向直接制造具有超疏水微纳米表面结构的薄膜基材。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种具有超疏水微纳米表面结构的金属模板的制造方法，基于此金属模板才实现薄膜基材大批量工业化生产的目的，以解决通过超疏水微纳米材料表面喷涂工艺造成薄膜基材在耐磨、耐老化方面存在的缺陷以及生产效率低、污染的问题。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种具有超疏水微纳米表面结构的金属模板的制造方法，包括如下步骤：
步骤一、选择玻璃基板，所述玻璃基板至少一侧面上具有超疏水微纳米表面结构，利用蒸馏水对玻璃基板进行清洗；
步骤二、通过化学镀方法在玻璃基板上进行化学镀并在玻璃基板的具有超疏水微纳米表面结构的侧面上形成金属镀层，所述玻璃基板和金属镀层紧密结合，以将玻璃基板侧面上的超疏水微纳米表面结构复刻至金属镀层上；
步骤三、采用电镀方法对已被化学镀方法处理过的玻璃基板进行电镀，从而加厚金属镀层；
步骤四、电镀结束之后脱模，即，将玻璃基板与电镀之后的金属镀层进行分离，并对金属镀层进行清洗；
步骤五、对清洗之后的金属镀层进行钝化处理。
此方法可高效地实现通过玻璃基板制造大面积的金属模板，从而制造大面积的具有超疏水微纳米表面结构的薄膜基材。
进一步的，所述步骤二中，化学镀方法为化学镀银方法，它的基本化学过程是用转化糖还原银的化学反应，反应式表示为：
C6H12O6+2[Ag(NH3)2]OH＝C5H11O5COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O；
所述化学镀银方法步骤具体包括：第一步，通过敏化剂对玻璃基板表面敏化；第二步，通过在镀液中浸渍实现银的沉积。通过敏化处理玻璃基板被镀面吸附一层易于氧化的金属离子，能引发金属银的快速均匀沉积，并增加玻璃基板与镀层的结合强度。
进一步的，所述敏化剂为氯化亚锡溶液。
进一步的，所述步骤三中，通过电镀的方法在金属镀层上镀镍。镍合金在硬度和化学稳定度都具有良好的性能。
进一步的，所述步骤四中，对脱模之后的金属镀层去边，去除复刻率不良的边沿，以提高金属镀层的复刻良率。
与现有工艺相比，本发明的有益效果是：通过玻璃基板高效地制造具有大面积的超疏水微纳米表面结构的金属模板，基于金属模板将其表面的微纳米物理结构复刻到薄膜基材上，此工艺方法可以大批量、高效地制造薄膜基板，并且耐磨、耐腐蚀性强，使用寿命长，成本低。
附图说明
图1所示为电镀之后的玻璃基板与金属镀层的结合构造；
图2所示为玻璃基板与金属镀层的脱模过程。
图中，1、玻璃基板；2、金属镀层。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明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的较佳实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，如图1和图2所示，一种具有超疏水微纳米表面结构的金属模板的制造方法，包括如下步骤：
步骤一、选择玻璃基板1，所述玻璃基板至少一侧面上具有超疏水微纳米表面结构，利用蒸馏水对玻璃基板进行清洗；
步骤二、通过化学镀方法在玻璃基板上进行化学镀并在玻璃基板的具有超疏水微纳米表面结构的侧面上形成金属镀层2，所述玻璃基板和金属镀层紧密结合，以将玻璃基板侧面上的超疏水微纳米表面结构复刻至金属镀层2上；
步骤三、采用电镀方法对已被化学镀方法处理过的玻璃基板进行电镀，从而加厚金属镀层；
步骤四、电镀结束之后脱模，即，将玻璃基板与电镀之后的金属镀层进行分离，并对金属镀层进行清洗；
步骤五、对清洗之后的金属镀层进行钝化处理。
此方法可高效地实现通过玻璃基板制造大面积的金属模板，从而制造大面积的具有超疏水微纳米表面结构的薄膜基材。
进一步的，所述步骤二中，化学镀方法为化学镀银方法，它的基本化学过程是用转化糖还原银的化学反应，反应式表示为：
C6H12O6+2[Ag(NH3)2]OH＝C5H11O5COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O；
所述化学镀银方法步骤具体包括：第一步，通过敏化剂对玻璃基板表面敏化，通过敏化处理玻璃基板被镀面吸附一层易于氧化的金属离子，能引发金属银的快速均匀沉积，并增加玻璃基板与镀层的结合强度；第二步，通过在镀液中浸渍实现银的沉积，如表1，镀液的化学成分以及化学镀温度和时间控制。
化学成分 浓度(g/L)
硝酸银 4
氢氧化钠 7
氨水 适量
葡萄糖 10
化学镀温度 5～10℃
化学镀时间 5～10min
表1
值得说明的是，本发明中化学镀方法不仅限于化学镀银方法，还可以采用化学镀镍等的方法。
优选的，所述敏化剂为氯化亚锡溶液，所述氯化亚锡溶液敏化效果好，但不限于本实施例列举的敏化剂种类。
进一步的，所述步骤三中，通过电镀的方法在金属镀层上镀镍。镍合金在硬度和化学稳定度都具有良好的性能。
常规的电镀镍方法需要设备如下：直流电源、镍阳极、电镀槽、过滤泵、镀液温控装置、阴极移动装置，如表2，电镀液的化学成分以及温度和电流密度的参数控制。
化学成分 浓度(g/L)
氨基磺酸镍 500～600
氯化镍 3～4
硼酸 35～40
十二烷基硫酸钠 0.1
糖精钠 0.02
电镀温度 50℃
电流密度 3～6A/d㎡
PH 4
表2
进一步的，所述步骤四中，对脱模之后的金属镀层去边，边沿的金属镀层比较薄，与玻璃基板结合强度不良，会造成超疏水微纳米表面结构的复刻率的良率低于中间金属镀层的复刻率，因此，去除复刻率不良的边沿，以提高金属镀层的复刻良率。
所述步骤五中的钝化剂的化学成分以及钝化处理的温度和时间控制，如表3。
化学成分 浓度(g/L)
重铬酸钾 3.5
温度 25℃
时间 30sec
表3
通过玻璃基板高效地制造具有大面积的超疏水微纳米表面结构的金属模板，又通过金属模板将其表面的微纳米物理结构复刻到薄膜基材上，此工艺方法可以大批量、高效地制造薄膜基板，并且耐磨、耐腐蚀性强，使用寿命长，成本低。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种具有超疏水微纳米表面结构的金属模板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、选择玻璃基板，所述玻璃基板至少一侧面上具有超疏水微纳米表面结构，利用蒸馏水对玻璃基板进行清洗；
步骤二、通过化学镀方法在玻璃基板上进行化学镀并在玻璃基板的具有超疏水微纳米表面结构的侧面上形成金属镀层，所述玻璃基板和金属镀层紧密结合，以将玻璃基板侧面上的超疏水微纳米表面结构复刻至金属镀层上；
步骤三、采用电镀方法对已被化学镀方法处理过的玻璃基板进行电镀，从而加厚金属镀层；
步骤四、电镀结束之后脱模，即，将玻璃基板与电镀之后的金属镀层进行分离，并对金属镀层进行清洗；
步骤五、对清洗之后的金属镀层进行钝化处理。
2.如权利要求1所述的一种具有超疏水微纳米表面结构的金属模板的制造方法，其特征在于，所述步骤二中，化学镀方法为化学镀银方法，它的基本化学过程是用转化糖还原银的化学反应，反应式表示为：
C6H12O6+2[Ag(NH3)2]OH＝C5H11O5COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O；
所述化学镀银方法步骤具体包括：第一步，通过敏化剂对玻璃基板表面敏化；第二步，通过在镀液中浸渍实现银的沉积。
3.如权利要求2所述的一种具有超疏水微纳米表面结构的金属模板的制造方法，其特征在于，所述敏化剂为氯化亚锡溶液。
4.如权利要求2所述的一种具有超疏水微纳米表面结构的金属模板的制造方法，其特征在于，所述步骤三中，通过电镀的方法在金属镀层上镀镍。
5.如权利要求2所述的一种具有超疏水微纳米表面结构的金属模板的制造方法，其特征在于，所述步骤四中，对脱模之后的金属镀层去边，去除复刻率不良的边沿，以提高金属镀层的复刻良率。
CN201910906851.5A 2019-09-24 2019-09-24 具有超疏水微纳米表面结构的宽幅金属模板的制造方法 Pending CN110684994A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910906851.5A CN110684994A (zh) 2019-09-24 2019-09-24 具有超疏水微纳米表面结构的宽幅金属模板的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910906851.5A CN110684994A (zh) 2019-09-24 2019-09-24 具有超疏水微纳米表面结构的宽幅金属模板的制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110684994A true CN110684994A (zh) 2020-01-14

Family

ID=69110030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910906851.5A Pending CN110684994A (zh) 2019-09-24 2019-09-24 具有超疏水微纳米表面结构的宽幅金属模板的制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110684994A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111270227A (zh) * 2020-02-15 2020-06-12 常州大学 一种利用微波制备微纳针凸超疏水表面的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103048307A (zh) * 2012-12-23 2013-04-17 吉林大学 一种基于天然生物超疏水结构表面的增强拉曼检测基底及其制备方法
CN104313654A (zh) * 2014-10-13 2015-01-28 中南大学 一种复制天然生物超疏水表面的模芯及其制备方法和应用
CN104445054A (zh) * 2014-12-30 2015-03-25 西安建筑科技大学 自洁净薄膜的制备方法
CN106182725A (zh) * 2016-07-07 2016-12-07 广东工业大学 一种模塑法制备聚合物超疏水表面微纳结构的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103048307A (zh) * 2012-12-23 2013-04-17 吉林大学 一种基于天然生物超疏水结构表面的增强拉曼检测基底及其制备方法
CN104313654A (zh) * 2014-10-13 2015-01-28 中南大学 一种复制天然生物超疏水表面的模芯及其制备方法和应用
CN104445054A (zh) * 2014-12-30 2015-03-25 西安建筑科技大学 自洁净薄膜的制备方法
CN106182725A (zh) * 2016-07-07 2016-12-07 广东工业大学 一种模塑法制备聚合物超疏水表面微纳结构的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
任占春等: "《新型压裂材料与技术》", 31 March 2017, 中国石油大学出版社 *
朱荻等: "《微机电系统与微细加工技术》", 31 May 2018, 哈尔滨工程大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111270227A (zh) * 2020-02-15 2020-06-12 常州大学 一种利用微波制备微纳针凸超疏水表面的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3925170A (en) Method and composition for producing bright palladium electrodepositions
CN103588164A (zh) 一种金属铜银微纳米多级结构超疏水表面及其制备方法
WO2015131796A1 (zh) 一种无氰电镀液及其应用
CN101195208A (zh) 具有高硬度高耐磨性的电镀金刚石工具及制造方法
CN108588768B (zh) 钢铁件碱性深孔镀镍添加剂、预镀液及预镀工艺
CN111058068A (zh) 一种镀锌镍合金的加工工艺
CN110684994A (zh) 具有超疏水微纳米表面结构的宽幅金属模板的制造方法
CN108385141A (zh) 一种无氰镀黄金配方及生产工艺
CN103540970B (zh) 一种无氰镀银的方法
CN105039943A (zh) 一种化学镀Ni-W-Zn-P合金镀层的镀液及其镀层工艺
CN111593376A (zh) 电沉积光亮铜的方法
CN107287633A (zh) 一种表面无钯活化电镀工艺
CN106757243A (zh) 一种锆合金管的镀镍方法及镀镍装置
CN104164684A (zh) 一种无氧铜表面镀镍的方法
CN104087985A (zh) 一种金属件镀铜的方法
CN104164685A (zh) 一种钢板镀镍的方法
CN102400186A (zh) 电铸镍加工制模技术
MD244Z (ro) Electrod pentru obţinerea electrolitică a hidrogenului şi procedeu de confecţionare a acestuia
KR20110083147A (ko) 구리금속판에 저방사율 및 고흡수율의 친환경 블랙황산크롬칼륨 도금 연속 자동 전착방법
CN112626577B (zh) 一种石英晶体电极薄膜的制备方法
CN1084804C (zh) 一种金属工艺品的成型方法
CN110565078B (zh) 一种基于逆置换在铜表面制备钴硫薄膜的方法
KR200310431Y1 (ko) 음이온 또는 원적외선 방사체가 내재된 기능성 귀금속장신구
CN112981379A (zh) 一种塑料件的加工方法
JP2005520048A5 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200114