在基于Zr的金属玻璃上制造精确和光滑的微槽结构,使用喷气式ECM

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 制造业 工程 制造工程
• 电化学 电化学 电化学

背景情况:

• 基于Zr的金属玻璃 (MGs) 具有用于模具制造的理想特性,但由于硬度和结晶度高,很难加工.
• 现有的微型制造方法在MGs上难以实现精度和光滑,限制了它们在模具开发中的应用.
• 喷射电化学加工 (喷射-ECM) 为处理具有挑战性的材料提供了一种有前途的无接触方法.

研究的目的:

• 调查使用喷气式ECM与酸电解质用于制造基于Zr的MGs上的微结构的可行性.
• 在酸盐溶液中分析基于Zr的MGs的电化学特性.
• 优化加工参数,包括应用于电压和喷嘴的运行速率,以改善微型制造.

主要方法:

• 在酸盐溶液中基于Zr的MGs的电化学表征.
• 使用喷气式ECM的结构的微型制造,使用不同的应用电压和喷嘴行驶速率.
• 对制造的微观结构的几何维度一致性和表面粗度的分析.

主要成果:

• 成功制造精确的微螺旋和微S结构,具有高的几何维度一致性.
• 实现了433.7 ± 2.4 μm宽度和101.4 ± 1.6 μm深度的微槽尺寸,表面粗度为0.118 ± 0.002 μm.
• 与以前的非水性方法 (20微米) 相比,微槽深度 (101微米) 显著增加,外围区域和表面没有缺陷.

结论:

• 使用酸电解质的喷气ECM是一种可行的和有效的技术,用于微制造基于Zr的MGs的精确和光滑结构.
• 优化的工艺使得能够创建高比例的微槽,超越了以前的限制.
• 这一进步促进了基于Zr的MGs在精密模具制造中的更广泛应用.