專利名稱：一種超材料的制備方法和超材料的制作方法
一種超材料的制備方法和超材料
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超材料的制備方法和超材料。背景技術(shù)：
隨著激光技術(shù)的不斷成熟，高功率激光已廣泛的應(yīng)用于工業(yè)熱處理、焊接、切割以及標識等加工領(lǐng)域。在這些應(yīng)用中，通常利用強激光作為熱源對物體加熱，使物體快速升溫，進而發(fā)生氣化等物理過程。激光刻蝕技術(shù)具有非接觸、無污染和可實現(xiàn)微米量級精細加工的特點。而且隨著激光器質(zhì)量的提高和控制系統(tǒng)的改善，激光刻蝕技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。化學(xué)拋光，是金屬表面通過有規(guī)則溶解達到光亮平滑的方法。在化學(xué)拋光過程中， 由于零件表面微觀的不一致性，表面微觀凸起部位優(yōu)先溶解，且溶解速率大于凹下部位的溶解速率；而且膜的溶解和膜的形成始終同時進行，只是其速率有差異，結(jié)果使金屬零件表面粗糙度得以整平，從而獲得平滑光亮的表面。拋光可以填充表面毛孔、劃痕以及其它表面缺陷，從而提高疲勞阻力、腐蝕阻力?；瘜W(xué)機械拋光CMP(Chemical Mechanical Polishing)區(qū)別于傳統(tǒng)的純機械或者純化學(xué)拋光方法，CMP通過化學(xué)拋光的和機械拋光的綜合作用，從而避免了由單純機械拋光造成的表面損傷，以及由單純化學(xué)拋光拋光速度慢等缺點?，F(xiàn)有技術(shù)中，還未存在將刻蝕技術(shù)和拋光技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于超材料制備工藝的相關(guān)技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超材料的制備方法和超材料，能夠?qū)⒖涛g技術(shù)和拋光技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于超材料制備工藝，簡化制備超材料的流程，提高效率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一實施例提供了一種超材料的制備方法，該方法包括在基材上刻蝕出微結(jié)構(gòu)溝槽；在具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材上附著一層金屬；去掉基材上除微結(jié)構(gòu)溝槽以外部分附著的金屬，獲得超材料。本發(fā)明另一實施例還提供了一種超材料，該超材料包括具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材；以及附著在所述微結(jié)構(gòu)溝槽中的金屬層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點采用刻蝕技術(shù)，在基材上刻蝕出微結(jié)構(gòu)溝槽，然后在具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材上附著金屬層；去掉基材上除微結(jié)構(gòu)溝槽以外部分附著的金屬，僅使微結(jié)構(gòu)溝槽中存在金屬，便可獲得超材料。制作簡單，并且能夠保證制作的質(zhì)量。
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種超材料的制備方法流程圖；圖2是本發(fā)明實施例二提供的一種超材料的制備方法流程圖；圖3是本發(fā)明實施例三提供的一種超材料的制備方法流程圖；圖4是本發(fā)明實施例四提供的一種超材料結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例一、參見圖1，是本發(fā)明實施例一提供的一種超材料的制備方法流程圖，該超材料的制備方法包括SlOl 在基材上刻蝕出微結(jié)構(gòu)溝槽。其中，基材的尺寸和類型根據(jù)設(shè)計需求進行選擇；微結(jié)構(gòu)溝槽的圖形根據(jù)需求進行設(shè)定。S102 在具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材上附著一層金屬。其中，附著金屬層的厚度按照需求進行控制；金屬的種類根據(jù)設(shè)計需求進行選擇， 例如，可以為銅、鋁、銀等導(dǎo)電材料。S103 去掉基材上除微結(jié)構(gòu)溝槽以外部分附著的金屬，獲得超材料。本實施例中，采用刻蝕技術(shù)，在基材上刻蝕出微結(jié)構(gòu)溝槽，然后在具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材上附著金屬層；采用拋光技術(shù)，對附著有金屬層的基材拋光，僅使微結(jié)構(gòu)溝槽中存在金屬，便可獲得超材料。制作簡單，并且能夠保證制作的質(zhì)量。實施例二、參見圖2，為本發(fā)明實施例二提供的一種超材料的制備方法流程圖，該超材料的制備方法包括S201 采用激光刻蝕機在基材上刻蝕出微結(jié)構(gòu)溝槽。具體的，調(diào)整激光刻蝕機，將預(yù)設(shè)的微結(jié)構(gòu)參數(shù)通過相應(yīng)的軟件編寫方式輸入到激光刻蝕機的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)根據(jù)接收的微結(jié)構(gòu)參數(shù)，控制激光刻蝕機的刻蝕單元在基材上進行刻蝕，在基材上形成微結(jié)構(gòu)溝槽。其中，基材的尺寸和類型根據(jù)設(shè)計需求進行選擇。其中，微結(jié)構(gòu)溝槽的圖形包括軸對稱圖形，如“工”字形、“十”字形；以及非軸稱圖形，如“K”字型、不等邊三角形、平行四邊形。S202 在具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材上電鍍一層金屬。
其中，電鍍金屬層的厚度按照需求進行控制；金屬的種類根據(jù)設(shè)計需求進行選擇， 例如，可以為銅、鋁、銀等導(dǎo)電材料。其中，電鍍屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)，此處不再贅述。S303:采用化學(xué)機械拋光的方式，對附著有金屬的基材進行拋光，去掉基材上除微結(jié)構(gòu)溝槽以外部分附著的金屬，獲得超材料。在對基材拋光的過程中，由于拋光不到微結(jié)構(gòu)溝槽部分，因此微結(jié)構(gòu)溝槽中附著的金屬仍然存在，而基材上除微結(jié)構(gòu)溝槽以外部分附著的金屬則被去除掉，從而形成超材料。本實施例中，采用激光刻蝕技術(shù)，在基材上刻蝕出微結(jié)構(gòu)溝槽，然后在具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材上電鍍金屬層；采用化學(xué)機械拋光技術(shù)，對具有金屬層的基材拋光，僅使微結(jié)構(gòu)溝槽中存在金屬，便可獲得超材料。制作簡單，微結(jié)構(gòu)的尺寸能達到微米級，并且能夠保證制作的質(zhì)量。實施例三、參見圖3，為本發(fā)明實施例三提供的一種超材料的制備方法流程圖，該超材料的制備方法包括S301 選擇所需基材，并對該基材進行清潔。其中，基材的尺寸和類型根據(jù)設(shè)計需求進行選擇。S302 采用激光刻蝕機在基材上刻蝕出微結(jié)構(gòu)溝槽。具體的，調(diào)整激光刻蝕機，將預(yù)設(shè)的微結(jié)構(gòu)參數(shù)通過相應(yīng)的軟件編寫方式輸入到激光刻蝕機的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)根據(jù)接收的微結(jié)構(gòu)參數(shù)，控制激光刻蝕機的刻蝕單元在基材上進行刻蝕，在基材上形成微結(jié)構(gòu)溝槽。其中，微結(jié)構(gòu)溝槽的圖形包括軸對稱圖形，如“工”字形、“十”字形；以及非軸稱圖形，如“K”字型、不等邊三角形、平行四邊形。S303 在具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材上蒸鍍一層金屬。其中，蒸鍍金屬層的厚度按照需求進行控制；金屬的種類根據(jù)設(shè)計需求進行選擇， 例如，可以為銅、鋁、銀等導(dǎo)電材料。其中，蒸鍍屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)，此處不再贅述。S304:采用化學(xué)拋光的方式，洗去基材上除微結(jié)構(gòu)溝槽以外部分附著的金屬，獲得超材料。本實施例中，首先對所選基材進行清潔，保證基材的純度；采用激光刻蝕技術(shù)，在基材上刻蝕出微結(jié)構(gòu)溝槽，然后在具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材上蒸鍍金屬層；采用化學(xué)的方式， 僅使微結(jié)構(gòu)溝槽中存在金屬，便可獲得超材料。制作簡單，微結(jié)構(gòu)的尺寸能達到微米級，并且能夠保證制作的質(zhì)量。實施例四、參見圖4，為本發(fā)明實施例四提供的一種超材料結(jié)構(gòu)示意圖，該超材料包括具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材401 ；以及，附著在微結(jié)構(gòu)溝槽中的金屬層402。其中，微結(jié)構(gòu)溝槽的圖形包括軸對稱圖形， 如“工”字形、“十”字形；以及非軸稱圖形，如“K”字型、不等邊三角形、平行四邊形。其中，金屬的種類根據(jù)設(shè)計需求進行選擇，例如，可以為銅、鋁、銀等導(dǎo)電材料；
微結(jié)構(gòu)溝槽中金屬層402的厚度根據(jù)需要進行設(shè)置，可以選擇填滿整個溝槽，也可以選擇填滿溝槽深度的一半，圖4中示出了選擇填滿整個溝槽的情況。以上對本發(fā)明實施例進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想； 同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種超材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括 在基材上刻蝕出微結(jié)構(gòu)溝槽；在具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材上附著一層金屬；去掉基材上除微結(jié)構(gòu)溝槽以外部分附著的金屬，獲得超材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在基材上刻蝕出微結(jié)構(gòu)溝槽，包括 采用激光刻蝕機在基材上刻蝕出微結(jié)構(gòu)溝槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用激光刻蝕機在在基材上刻蝕出微結(jié)構(gòu)溝槽，具體包括將預(yù)設(shè)的微結(jié)構(gòu)參數(shù)輸入到所述激光刻蝕機的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)接收的微結(jié)構(gòu)參數(shù)，控制所述激光刻蝕機的刻蝕單元在所述基材上進行刻蝕，在所述基材上形成微結(jié)構(gòu)溝槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述去掉基材上除微結(jié)構(gòu)溝槽以外部分附著的金屬，包括對附著有金屬的基材進行拋光，去掉基材上除微結(jié)構(gòu)溝槽以外部分附著的金屬；或者， 采用化學(xué)拋光的方式，洗去基材上除微結(jié)構(gòu)溝槽以外部分附著的金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在基材上刻蝕出微結(jié)構(gòu)溝槽之前，還包括選擇所需基材，并對該基材進行清潔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材上附著一層金屬，具體包括在具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材上電鍍一層金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材上附著一層金屬，具體包括在具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材上蒸鍍一層金屬。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方，其特征在于，所述對附著有金屬的基材進行拋光，具體包括采用化學(xué)機械拋光的方式，對附著有金屬的基材進行拋光。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)溝槽的圖形包括軸對稱圖形和非軸對稱圖形。
10.一種超材料，其特征在于，包括 具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材；以及附著在所述微結(jié)構(gòu)溝槽中的金屬層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述超材料，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)溝槽的圖形包括軸對稱圖形和非軸對稱圖形。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供了一種超材料的制備方法該超材料制備方法包括在基材上刻蝕出微結(jié)構(gòu)溝槽；在具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材上附著一層金屬；去掉基材上除微結(jié)構(gòu)溝槽以外部分附著的金屬，獲得超材料。本發(fā)明另一實施例還提供了一種超材料，該超材料包括具有微結(jié)構(gòu)溝槽的基材；以及附著在所述微結(jié)構(gòu)溝槽中的金屬層。以實現(xiàn)將刻蝕技術(shù)和拋光技術(shù)同時應(yīng)用于超材料制備工藝，提高超材料制備的效率。
文檔編號B82Y40/00GK102480018SQ20111014588
公開日2012年5月30日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者劉若鵬, 楊宗榮, 繆錫根, 趙治亞 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司, 深圳光啟高等理工研究院