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不等溫?zé)釅哼^程聚合物流動特性分析

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2016-03-15  來源:復(fù)材應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)  瀏覽次數(shù):38
       為了深入了解不等溫?zé)釅簳r聚合物的流動狀態(tài),對不等溫?zé)釅哼^程進(jìn)行了有限元模擬,研究了溫度場的變化對聚合物流動行為的影響。模擬結(jié)果顯示,當(dāng)厚度較大時,由于壓入?yún)^(qū)局部溫度相對較高,使得流動主要集中在局部,聚合物存在沿壁面爬升的現(xiàn)象。當(dāng)厚度較小時,聚合物很快達(dá)到熱平衡,退化成等溫?zé)釅旱男Ч?
 
       微納米技術(shù)能否獲得大規(guī)模的應(yīng)用取決于可否大批量低成本的制造出微納米結(jié)構(gòu)。由于熱壓成型方法復(fù)制微納米結(jié)構(gòu)具有成本低、效率高、可以并行操作等顯著優(yōu)點,己成為微納米結(jié)構(gòu)加工的一項主要技術(shù)。熱壓過程作為一個非封閉模具的壓縮過程,為了避免材料在上下模間流動失控,要求材料要在一個相對較低的溫度下進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流動。熱壓成型的質(zhì)量建立在熱壓過程一些關(guān)鍵參數(shù)(如壓力,溫度,時間)的合理選擇基礎(chǔ)之上,而聚合物壓印時的流動形態(tài)將直接影響其轉(zhuǎn)印后的輪廓忠實度,只有對聚合物流動特性進(jìn)行深入理解的研究,才能根據(jù)聚合物的流動行為確定出比較合理的參數(shù)。
 
       聚合物作為熱塑性材料,溫度對其的力學(xué)行為影響很大。故壓印溫度會直接影響最終的壓印結(jié)果。壓印過程中如果溫度太低,則聚合物的流動性不夠,且可逆流動所占的比例較大,撤模后基底圖形的變形較大。而溫度太高,則有可能破壞聚合物分子鏈本身的結(jié)構(gòu),使圖形化區(qū)域產(chǎn)生較多缺陷,同時,溫度太高會導(dǎo)致聚合物的流動性過強(qiáng),使得深寬比較大的結(jié)構(gòu)邊緣處很難填充,不利于壓印的忠實度提高。而不等溫?zé)釅哼^程是將模具維持高溫,而初始時聚合物處在較低溫度(玻璃化溫度以下)進(jìn)行熱壓。一方面由于只需要加熱模具,可以大幅度減少加熱的時間。同時由于聚合物是局部處在高溫,壓印的部位流動性非常好,不但可以保證填充效果,還可以有效降低壓印壓力。本文對非等溫?zé)釅哼^程進(jìn)行了數(shù)值模擬,研究了不等溫?zé)釅哼^程聚合物的流動形態(tài)和聚合物厚度及模具參數(shù)之間的關(guān)系。

資料下載:   不等溫?zé)釅哼^程聚合物流動特性分析.pdf
 
關(guān)鍵詞: 聚合物
 
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