微注射成型聚丙烯微陣列組織形態(tài)分析.pdf

1、對于材料成型而言,微觀組織形態(tài)決定力學性能。而目前對于微注射成型塑件的內(nèi)部形態(tài)分析的研究還很少,所以開展形態(tài)分析方面的研究工作對于改善微零件的力學性能和使用性能是很有意義的。本實驗設(shè)計并制造了一套微注射成型模具,該模具分成主體部分和微鑲塊部分。微鑲塊部分是采用光刻和離子蝕刻相結(jié)合的方法,在厚度為400μm的硅片上加工制得的,其型腔分三種,分別構(gòu)成直徑為60μm、110μm和130μm,深度均為250μm的10×10個微盲孔陣列。利用Ba

2、byplast6/10微注射成型機,在不同工藝參數(shù)下進行了微注射成型實驗,相應地制得了三種微結(jié)構(gòu)件,分別是直徑為60μm、110μm和130μm,高度均為250μm的微圓柱陣列。實驗分析了模具溫度、注射壓力及模具抽真空對微結(jié)構(gòu)件填充性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在不恰當?shù)墓に噮?shù)下微圓柱結(jié)構(gòu)件會出現(xiàn)以下幾種缺陷：填充不足、表面粗糙、中空及表面燒蝕等。通過實驗得到了合理的工藝參數(shù),即當模具溫度為90℃,注射壓力為100 MPa,保壓3 s,模具抽真

3、空的情況下,微圓柱可以被完全填充,且沒有以上缺陷。對填充良好的微圓柱件進行內(nèi)部組織形態(tài)分析,分析過程使用了偏光顯微鏡(PLM)、掃描電鏡(SEM)及微區(qū)X-射線衍射儀(MXRD)等。通過偏光顯微鏡觀察到直徑分別為110μm和130μm的微圓柱結(jié)構(gòu)件內(nèi)部仍表現(xiàn)為類似常規(guī)聚丙烯注射件的“表芯結(jié)構(gòu)”,即：非晶表層、柱晶剪切區(qū)和球晶芯核。但不同的是,微注射成型后的微圓柱件非晶表層非常薄,剪切區(qū)占整體比例較大。從掃描電鏡的結(jié)果看,微圓柱芯核區(qū)球晶