面向納米壓印模板的塊體金屬玻璃直接成型技術(shù)的研究.pdf

1、納米壓印技術(shù)作為一種將壓模上的特征圖形轉(zhuǎn)移到熱塑性材料上的工藝，提供了一種加工微納級(jí)器件方法。對(duì)于納米壓印而言，制備具有良好的耐磨損性、優(yōu)良的幾何精度以及較長(zhǎng)使用壽命的壓模至關(guān)重要，這就需要制作壓模的材料擁有高強(qiáng)度、高熱導(dǎo)率、低膨脹率、好的抗粘性。長(zhǎng)久以來(lái)SiO2被認(rèn)為是制作壓模的優(yōu)質(zhì)材料，但是由于斷裂強(qiáng)度等原因，該材料的壓印時(shí)容易磨損，導(dǎo)致使用壽命的降低。隨著熱壓印技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，越來(lái)越多的材料被用來(lái)制作壓模，例如金屬。盡管金屬

2、有著優(yōu)良的力學(xué)性能，但存在壓印圖尺寸難以小于晶粒尺寸的問(wèn)題，至今仍沒(méi)有廣泛應(yīng)用在微納米級(jí)的壓模中。塊體金屬玻璃是由熔化的合金通過(guò)快速冷卻的方法制成的，與傳統(tǒng)金屬相比，它有著許多不尋常的性能。塊體金屬玻璃沒(méi)有微晶、晶界以及晶體結(jié)構(gòu)本質(zhì)上擺脫了對(duì)晶粒對(duì)壓模尺寸的限制，塊體金屬玻璃在過(guò)冷液體區(qū)間會(huì)呈現(xiàn)粘流態(tài)，強(qiáng)度較低、易于成型，宏觀上表現(xiàn)出高強(qiáng)度、高硬度和極強(qiáng)的抗腐蝕能力，成為制作壓模的優(yōu)良材料。
　　本文的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：<

3、br>　?。?）利用真空電弧爐反復(fù)熔化金屬原材料混合物，通過(guò)銅模吸鑄法制備出長(zhǎng)約50mm、寬為40mm、厚度2mm的La62Al14Cu12Ni12BMG與Ce69Al10Cu20Co1 BMG的板材。分別通過(guò)差示掃描熱量分析法（DSC）和X射線衍射分析法（XRD）驗(yàn)證了成型的合金的試樣為非晶態(tài)。
　?。?）通過(guò)選擇不同的壓印參數(shù)，利用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察不同壓印參數(shù)下的填充效果，同時(shí)結(jié)合DSC和XRD對(duì)成型的試樣進(jìn)行熱分

4、析與組織分析。最后實(shí)驗(yàn)表明： La62Al14Cu12Ni12 BMG最佳的壓印參數(shù)為：壓力400N、壓印溫度155℃、壓印時(shí)間5min、脫模溫度100℃，這時(shí)試樣基本保持在非晶態(tài)；當(dāng)其他參數(shù)不變，壓印時(shí)間增加到20分鐘時(shí)，試樣已經(jīng)基本轉(zhuǎn)變成為晶態(tài)。
　?。?）將利用傳統(tǒng)的工藝成型的非晶態(tài)的La62Al14Cu12Ni12BMG作為壓模，壓印Ce69Al10Cu20Co1BMG通過(guò)SEM觀察壓印效果，同時(shí)利用晶化的La62Al14