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一种极薄带表面制备精细坐标网格的方法技术

技术编号:15688821 阅读:112 留言:0更新日期:2017-06-23 23:53
一种极薄带表面制备精细坐标网格的方法,其包括以下步骤:准备坯料;匀胶处理;固化处理;曝光处理;显影处理及加强固化。本发明专利技术将光刻工艺引入到精密网格制备过程中,旨在克服现有制备网格方法具有线径比较粗,线条边界不清晰的共同缺点。通过该方法制备线径在5‑20μm,线条边界清晰的网格,为研究金属微小塑性变形提供准确的方法。

Method for preparing fine coordinate grid with thin surface

A method for preparing fine coordinate grids with thin surface, comprising the following steps: preparing blanks, homogenizing treatment, curing treatment, exposure treatment, developing treatment and strengthening curing. The invention introduces the photoetching process into the precise grid preparation process, and aims to overcome the common defects that the existing preparation method of the grid has the advantages of coarse line diameter and indistinct line boundaries. The preparation method of wire diameter in 5 20 m grid, clear boundary lines, in order to study the metal micro plastic deformation accurate method.

【技术实现步骤摘要】
一种极薄带表面制备精细坐标网格的方法
本专利技术涉及一种研究金属塑性变形的方法,特别是金属表面制备坐标网格的方法。
技术介绍
极薄带轧制过程中变形区金属的横向位移是求解张力横向分布的基础,对于极薄带轧制过程中有关横向位移分布的假设已不再适用,开发新的适合极薄带轧制特点的变形区金属横向位移函数是极薄带轧制三维变形理论研究的关键。但是,极薄带变形区沿横向方向流动很小,现有的塑性变形研究方法不适合极薄带轧制过程中变形的研究。坐标网格法是研究金属塑性变形分布应用最广泛的一种方法,其实质是,变形前在试样表面刻上坐标网格,变形后根据网格变化测量相应的位移量或者计算相应的应变。坐标网格可划分为正方形或圆形,其尺寸根据坯料尺寸及变形程度确定。在试件表面制备坐标网格,可采用直接刻画法、丝网印刷法、贴片法等,但是现有的这些方法制备的网格线径大约在0.1mm左右,而且线条边界不清晰比较粗糙。极薄带轧制过程中金属横向位移的数量级在微米级,如果采用上述方法制备的网格进行极薄带变形区金属横向流动的研究就会导致测量结果误差很大,甚至无法测量位移变化量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种线径更细,边界更清晰,测量结果误差更小的一种极薄带表面制备精细坐标网格的方法。本专利技术的技术方案如下:一种极薄带表面坐标网格制备方法,其包括以下步骤:1、准备坯料:使用剪板机将钢带剪切为小于等于250mm长的试件,两端剪为半圆形。清洗干净试件后,放入鼓风干燥箱进行加热。最好,用丙酮清洗试件,去除表面有机污染物,再通过超声波清洗器用去离子水清洗,去除试件表面的微粒,清洗之后用气枪将试件吹干。再进一步,将试件吹干之后放入鼓风干燥箱进行对流加热,温度设定为150-160度,加热时间为10-15分钟。因为温度过高,加热时间过长试件会被烤焦,影响网格清晰度。2、匀胶处理:使用匀胶机在钢带表面进行旋转涂胶,所述的光刻胶是重氮萘醌磺酰氯为感光剂主体的紫外正性光刻胶(KMP-BP212)。最好,先在1200-1300r/min的低转速下匀胶5s,再在1700-2000r/min的高转速下匀胶20s,因为当高速匀胶转速太高时,极薄带表面光刻胶脱落;而高速匀胶速度太低时,胶层又比较厚。3、固化处理:匀胶结束后,将试件放入鼓风干燥箱进行固化处理。最好,放入鼓风干燥箱进行固化处理,温度设定为80-100度,加热时间为10-20分钟。因为温度过低,加热时间过短时,固化不完全,显影时会脱落;温度过高,加热时间过长,会导致显影时间过长。4、曝光处理:将事先准备好的不同线径、不同大小网格的掩膜版通过真空吸盘吸附在曝光机上,然后进行曝光处理。最好,使用的曝光机为BG-401A型单面曝光机,在室温下曝光15-20s,曝光时间过短,显影后试件表面网格不清晰。5、显影处理:将曝光完的试件放入盛有显影液的培养皿中浸泡。最好,在0.26N浓度的四甲基氢氧化氨显影液(TMAH)中浸泡2-3分钟,直到残留光刻胶被清洗干净。6、加强固化:再次将试件放入鼓风干燥箱进行固化处理。最好,再次将试件放入鼓风干燥箱进行固化处理,以提高光刻胶对衬底的粘附性,温度设定为130-140度,加热时间为15-25分钟左右,最好,温度设定为135度,加热时间为20分钟。本专利技术与现有技术相比具有如下优点:本专利技术将光刻工艺引入到精密网格制备过程中,旨在克服现有制备网格方法具有线径比较粗,线条边界不清晰的共同缺点。通过该方法制备线径在5-20μm,线条边界清晰的网格,为研究金属微小塑性变形提供准确的方法。附图说明图1为本专利技术方法制备的坐标网格轧制前在放大50倍显微镜下照片图;图2为本专利技术方法制备的坐标网格轧制后在放大50倍显微镜下照片图;图3为丝网印刷方法制备的坐标网格轧制前在放大50倍显微镜下照片图;图4为丝网印刷方法制备的坐标网格轧制前在放大50倍显微镜下照片图。具体实施方式实施例1在304不锈钢极薄带表面制备精细网格,具体如下:使用剪板机将厚0.2mm、宽85mm的304不锈钢带剪切为250mm长的试件,两端剪为半圆形。用丙酮清洗试件,去除表面有机污染物,再通过超声波清洗器用去离子水去除试件表面的微粒,清洗之后用气枪将试件吹干。再将试件放入鼓风干燥箱进行对流加热,温度设定为150度,加热时间为15分钟。通过KW-4A型匀胶机将重氮萘醌磺酰氯为感光剂主体的紫外正性光刻胶(KMP-BP212)涂匀在带钢表面。先在1250r/min的转速下匀胶5s,再在1800r/min的转速下匀胶20s。匀胶结束后,将试件放入烘箱进行固化处理,温度设定为90度,加热时间为15分钟。将提前准备好的线径为10μm,边长为2*0.3mm的石英玻璃掩膜版吸附在BG-401A型曝光机真空吸盘上,再将准备好的试件吸附在曝光机吸盘上,在室温下曝光20s。将适量的0.26N浓度四甲基氢氧化氨显影液(TMAH显影液)盛放在直径为300mm的培养皿中,将曝光完的试件放入培养皿中来回摇晃显影液约2分钟,直到未曝光部分的光刻胶清洗干净为止。再次将试件放入鼓风干燥箱进行固化处理。温度设定为135度,加热时间为20分钟。实施例2在Q235极薄带表面制备精细网格,具体如下:使用剪板机将厚0.3mm、宽68mm的Q235极薄带剪切为250mm长的试件,两端剪为半圆形。用丙酮清洗试件,去除表面有机污染物,再通过超声波清洗器用去离子水去除试件表面的微粒,清洗之后用气枪将试件吹干。再将试件放入鼓风干燥箱进行对流加热,温度设定为160度,加热时间为10分钟。通过KW-4A型匀胶机将重氮萘醌磺酰氯为感光剂主体的紫外正性光刻胶(KMP-BP212)涂匀在带钢表面。先在1300r/min的转速下匀胶5s,再在2000r/min的转速下匀胶20s。匀胶结束后,将试件放入烘箱进行固化处理,温度设定为80度,加热时间为20分钟。将提前准备好的线径为15μm,边长为2.5*0.5mm的石英玻璃掩膜版吸附在曝光机真空吸盘上,再将准备好的试件吸附在BG-401A型曝光机吸盘上,在室温下曝光15s。将适量的0.26N浓度四甲基氢氧化氨显影液(TMAH显影液)盛放在直径为300mm的培养皿中,将曝光完的试件放入培养皿中来回摇晃显影液约3分钟,直到未曝光部分的光刻胶清洗干净为止。再次将试件放入鼓风干燥箱进行固化处理。温度设定为130度,加热时间为25分钟。对本实施例得到的刻有精密网格的极薄带进行轧制实验。用302胶将试件与两条引带分别粘结,使用20辊轧机进行极薄带轧制。轧制后,通过光学显微镜观察网格的边界,图1和图2分别为采用本专利技术方法制备的线径为10μm,边长为2*0.3mm的精密网格,轧制前后在显微镜下放大50倍拍摄结果,发现网格没有出现明显的脱落现象,而且边界依旧比较清晰。图3和图4分别为采用丝网印刷法获得的线径为0.1mm,边长为1*1mm的网格,轧制前后在显微镜下放大50倍拍摄结果,发现线径比较粗而且边界很模糊。通过上述对比发现,与现有网格制备方法相比,本专利技术非常适合极薄带横向微小变形的研究。本文档来自技高网...
一种极薄带表面制备精细坐标网格的方法

【技术保护点】
一种极薄带表面制备精细坐标网格的方法,其特征在于:1)准备坯料:使用剪板机将钢带剪切为小于等于250mm长的试件,两端剪为半圆形,清洗干净试件后,放入鼓风干燥箱进行加热;2)匀胶处理:使用匀胶机进行旋转涂胶;3)固化处理:匀胶结束后,将试件放入鼓风干燥箱进行固化处理;4)曝光处理:将事先准备好的不同线径、不同大小网格的掩膜版通过真空吸盘吸附在曝光机上,然后进行曝光处理;5)显影处理:将曝光完的试件放入盛有显影液的培养皿中浸泡;6)加强固化:再次将试件放入鼓风干燥箱进行固化处理。

【技术特征摘要】
1.一种极薄带表面制备精细坐标网格的方法,其特征在于:1)准备坯料:使用剪板机将钢带剪切为小于等于250mm长的试件,两端剪为半圆形,清洗干净试件后,放入鼓风干燥箱进行加热;2)匀胶处理:使用匀胶机进行旋转涂胶;3)固化处理:匀胶结束后,将试件放入鼓风干燥箱进行固化处理;4)曝光处理:将事先准备好的不同线径、不同大小网格的掩膜版通过真空吸盘吸附在曝光机上,然后进行曝光处理;5)显影处理:将曝光完的试件放入盛有显影液的培养皿中浸泡;6)加强固化:再次将试件放入鼓风干燥箱进行固化处理。2.根据权利要求1所述的一种极薄带表面制备精细坐标网格的方法,其特征在于:用丙酮清洗试件,再通过超声波清洗器用去离子水清洗,清洗之后用气枪将试件吹干。3.根据权利要求1或2所述的一种极薄带表面制备精细坐标网格的方法,其特征在于:所述的加热是将试件吹干之后放入鼓风干燥箱进行对流加热,温度设定为150-160度,加热时间为10-15分钟。4.根据权利要求1所述的一种极薄带表面制备精细坐标网格的方法,其特征在于:所述旋转涂胶...

【专利技术属性】
技术研发人员:肖宏任忠凯刘晓王高飞
申请(专利权)人:燕山大学
类型:发明
国别省市:河北,13

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