PSP复合技术制备Sialon陶瓷微型零件的尺寸精度控制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51605317
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    18.0万
  • 负责人：
    刘剑
  • 依托单位：
    四川大学
  • 学科分类：
    E0508.成形制造
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

This project is set out to tackle the problems in the precision control of PSP the technology which combines the UV Photolithography, Soft Lithography and powder metallurgy techniques for the fabrication of Sialon ceramic micro components. Experiments and simulation will be combined to explore the effects of processing parameters on the cross-linking degree of SU-8 photoresist and the mechanism of the cross-linking, revealing the relation between cross-linking degree and the dimensional accuracy of the SU-8 master mould; Optimized composite design will be proposed to replace the current polydimethylsiloxane(PDMS) soft mould.Polytetrafluoroethylene (PTFE) nanoparticles will be introduced and the effects of the PTFE content on the strength of the PDMS will be investigated. The correlation between PTFE-PDMS composites and replica accuracy will be revealed; Pressureless sintering experiments will be designed to study the densification mechanism of Sialon ceramics and the relation between the densification and dimensional accuracy of Sialon ceramic micro component. Through this project the theoretical system of the PSP technology for the fabrication of micro component with tunable dimensional accuracy will be established and important experimental and theoretical foundation will be provided for the net shape micro-forming technology.
针对将紫外光刻、软刻与粉末冶金技术相结合的新型微成形复合技术（PSP）存在的零件尺寸精度控制困难的问题，本课题拟以制备高性能赛隆陶瓷（Sailon）微型零件为导向，围绕PSP技术中对影响零件尺寸精度控制的模具、材料和烧结这三个关键因素开展研究工作。利用实验与模拟相结合的方法，通过工艺设计研究外界条件对SU-8光刻胶交联程度的影响规律及其交联聚合可控机制，揭示交联程度与SU-8主模具尺寸精度的关联性；提出能替代聚二甲基硅氧烷（PDMS）软模具材料的优化复合设计，引入聚四氟乙烯纳米颗粒(PTFE)，研究PTFE对PDMS的强化机制及PTFE-PDMS复合材料作为软模具的复制精度；设计无压烧结实验，研究Sailon陶瓷微型零件致密化机理及其对零件尺寸精度的影响机制。通过本项目的研究，建立PSP技术制备尺寸精度可控的微型零件的理论体系，为微型零件近净成形技术的发展提供重要的理论和实验基础。

结项摘要

微机械电子系统自20世纪80年代后期崛起以来发展迅速，被认为是继微电子后又一个对国民经济和军事具有重大影响的技术领域。本项目针对将紫外光刻、软刻与粉末冶金技术相结合的新型微成形复合技术（PSP）存在的零件尺寸精度控制困难的问题，研究了UV-LIGA阶段SU-8光刻胶交联控制过程及高精度主模具的制备过程；研究了PDMS软模具的强化设计及其软模具的制备过程；研究了粉末冶金阶段无压烧结Sialon陶瓷微型零件致密化机理。通过本项目的实施，获得了较好的光刻工艺（前烘温度65℃，前烘时间3h，曝光时间选择20min，显影时间20min，后烘温度65℃，后烘时间5min），成功制备了特征尺寸为70微米，高度近1mm的SU-8微型主模具；利用PDMS成功复制了主模具的特征；以3°/s的升温速度在600°进行保温排除粘接剂，在1750°的温度下用氮化硅粉掩埋烧结24小时成功制备了相对密度超过92%的Sailon陶瓷微型齿轮。本项目所涉及到对SU-8光刻胶的交联机理和的认识对电子工业领域里高深宽比微纳结构的制造具有重要的科学指导意义；对Sialon 陶瓷烧结机制的认识能够为性能优越的陶瓷零件的制备奠定重要的理论基础。通过本项目的研究建立了PSP技术尺寸精度可控的微型零件制备理论体系，为微型零件近净成形技术的发展提供重要的理论和实验基础，该技术在精密机械领域具有良好的应用前景。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Graphene Platelet (GPL)/Nickel (Ni) Laminate Coatings for Improved Surface Properties
石墨烯片 (GPL)/镍 (Ni) 层压涂层可改善表面性能
  • DOI：
    10.1002/adem.201600795
  • 发表时间：
    2017-07-01
  • 期刊：
    ADVANCED ENGINEERING MATERIALS
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Li, Meng;Liu, Jian;Jiang, Kyle
  • 通讯作者：
    Jiang, Kyle
Compressive Properties of the Grahpene Reinforced Titanium Composites
石墨烯增强钛复合材料的压缩性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Rare Metal Materials and Engineering
  • 影响因子：
    0.7
  • 作者：
    Ying Su;Qian Zuo;Gang Yang;Yi Yang;Can Wei;Ling Wang;Jian Liu
  • 通讯作者：
    Jian Liu
Sintering of BN/cemented carbide composites under an electric field for improved mechanical performances
在电场下烧结 BN/硬质合金复合材料以提高机械性能
  • DOI：
    10.1016/j.msea.2019.06.028
  • 发表时间：
    2019-07
  • 期刊：
    Materials Science and Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure and Processing
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Zhang Lin;Liu Jian;Yang Yi;Yang Gang;Jiang Kyle
  • 通讯作者：
    Jiang Kyle
Preparation and mechanical performance of graphene platelet reinforced titanium nanocomposites for high temperature applications
高温石墨烯片增强钛纳米复合材料的制备及力学性能
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2018.06.148
  • 发表时间：
    2018-10-15
  • 期刊：
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Liu, Jian;Wu, Mingxia;Jiang, Kyle
  • 通讯作者：
    Jiang, Kyle
Fabrication of graphene/nickel composite microcomponents using electroforming
利用电铸法制造石墨烯/镍复合微元件
  • DOI：
    10.1007/s00170-018-1824-1
  • 发表时间：
    2018-03
  • 期刊：
    International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Li Meng;Liu Jian;Zhang Xiaoping;Tian Yaqin;Jiang Kyle
  • 通讯作者：
    Jiang Kyle

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羊栖菜褐藻糖胶CSFP-1抗肿瘤活性及机制研究
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  • 期刊：
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  • 作者：
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    刘剑
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  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
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  • 作者：
    宋莹;刘剑;李雪冰;刘永红;赵春双
  • 通讯作者：
    赵春双

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高性能长寿命硬质合金刀具的脉冲磁场快速再制造技术关键机理研究
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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