[发明专利]纳米级微孔模具的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微孔模具的制造方法，尤其涉及一种纳米级微孔模具的制造方法。

背景技术

随着量子物理和量子化学的完善以及世界纳米技术的研究和进步，构造物质的基本模块可以达到单个原子的水平，原子可以按照一定的路径组装成纳米级的材料，这种类型的制造称为纳米制造。现今模具制造向大型和超精微加工两方面发展：在大型加工方面，例如制造汽车、飞机用大型整体壁板的扁挤压模具，已经形成比较成熟的制造工艺；而在超精微加工方面，纳米产品需求成几何级上升，如何应用先进的纳米制造技术于模具制造，使得超精微加工形成产业化并与全球模具先进技术同步是模具行业的发展趋势。

理论上，纳米技术可广泛应用于加工方面。目前已经提出基于纳米组装的纳米加工方式，以实现纳米产品自动化、产业化。这种加工方式设想按照产品的形状进行分子排列，从而实现无模生产方式。然而，该方法实际上并不可行，因为目前对分子的排列采用的主要是扫描隧道显微镜(ScanningTunnelling Microscopy，STM)或原子力显微镜(Atomic Force Microscopy，AFM)，其操作精细，成本太高，难以实现大规模制造纳米产品。

因此，确有必要提供一种适用于大规模制造纳米产品的纳米级微孔模具的制造方法。

发明内容

以下，将以若干实施例说明一种适用于大规模制造纳米产品的纳米级微孔模具的制造方法。

一种纳米级微孔模具的制造方法，其包括以下步骤：提供多个碳纳米管；在所述多个碳纳米管至少一末端形成一保护层；向所述形成有保护层的碳纳米管中注入基体溶液或熔融液，并使其固化；除去保护层，形成碳纳米管和基体的复合结构；以及去除碳纳米管，形成纳米级微孔模具。

该多个碳纳米管为采用化学气相沉积法、等离子辅助化学气相沉积法或等离子辅助热丝化学气相沉积法制得的碳纳米管阵列。

该碳纳米管阵列形成于一衬底上。

该保护层的形成进一步包括以下步骤：提供一形成有压敏胶层的承载基底；将形成有压敏胶层的一面压在碳纳米管阵列远离衬底的末端形成一保护层，而碳纳米管阵列的衬底本身作为另一保护层。

该保护层的形成进一步包括以下步骤：提供一形成有压敏胶层的承载基底；将形成有压敏胶层的一面压在碳纳米管阵列远离衬底的末端形成一保护层；将衬底揭去；提供另一形成有压敏胶层的承载基底，并将该另一压敏胶层压在碳纳米管阵列揭去衬底的一端形成另一保护层。

该承载基底为一聚酯片。

该保护层的厚度为0.05毫米。

在向所述形成有保护层的碳纳米管中注入基体溶液或熔融液前，进一步包括一预先抽真空的步骤。

所述保护层的去除方法包括以下步骤：揭去承载基底，用二甲苯、乙酸乙脂或石油醚溶解去除压敏胶。

所述碳纳米管可采用强酸性或强氧化性的溶剂腐蚀去除，形成纳米级微孔模具。

所述碳纳米管的去除进一步包括以下步骤：采用质量百分比浓度比为3∶1的浓硫酸与浓硝酸的混合溶液，在环境温度60摄氏度时回流于上述碳纳米管和基体的复合结构约30分钟至2小时，利用强酸溶剂的腐蚀作用去除碳纳米管。

该基体材料为聚四氟乙烯、硅橡胶、聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、聚碳酸酯、聚甲醛或聚缩醛。

相较于现有技术，所述的纳米级微孔模具的制造方法制程简单，操作容易，成本低，易于大规模实际应用。

附图说明

图1为本发明实施例纳米级微孔模具的制造方法的流程示意图。

图2为本发明实施例纳米级微孔模具的结构示意图。

图3为本发明实施例纳米级微孔模具的应用示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明实施例纳米级微孔模具10的制造方法主要包括以下几个步骤：

(一)提供多个碳纳米管14。

本实施例中多个碳纳米管14可选择为多壁或单壁碳纳米管阵列，其可采用化学气相沉积法、等离子辅助化学气相沉积法或等离子辅助热丝化学气相沉积法制得，因而，多个碳纳米管14通常形成于衬底12上，且该衬底12可轻易揭掉，而不影响碳纳米管的阵列性。

本实施例碳纳米管阵列生长方法包括：首先在一硅衬底12表面涂覆一约5纳米厚度的金属铁催化剂层；在300℃温度下在空气中进行热处理；然后在700C温度下，在硅衬底12上化学气相沉积生长碳纳米管阵列，该阵列中碳纳米管14的直径范围为1～100纳米。

(二)在所述碳纳米管14至少一末端形成一保护层16。