[发明专利]利用超声电铸制备高反光度微棱镜反光膜工作模的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微棱镜，尤其是涉及一种利用超声电铸制备高反光度微棱镜反光膜工作模的方法。

背景技术

在一般机械搅拌电铸工艺条件下，电铸镍只能得到较粗糙的表面，其逆反射性能不高。微棱镜反光膜为几十个微米量级的棱锥阵列而成，无法在加工后进行其他机械抛光。反光膜要求工作模具有很高的逆反射系数，也就是必须在电铸后就获得高反光度。

镍是一种常见电铸和电镀材料，以其良好性能应用广泛，绝大多数研究在于镀液配方、电镀设备、直流电铸和镀层外观方面，对于超声电铸的研究较少，对于电铸表面逆反射系数高低的研究未见报道。镍以其化学稳定性高和较高的硬度等特性被应用于微棱镜反光膜工作模。

对于超声电铸，有资料表明利用超声波的机械扰动效用和空化效应，大大改善电铸液的传质效果，有效降低浓差极化。同时，超声空化作用所产生的能量降低了电极表面金属离子的还原位能，减小了临界晶核半径，从而提高了成核速率。此外，在空化高温高压和高速微射流冲击作用下，已经沉积到阴极表面的较粗晶粒被打碎，形成更小的晶核（刘兰波，吴蒙华，王元刚,等.超声－脉冲电铸工艺参数对镍铸层晶粒尺寸的影响.机械工程材料，2012,3:22-25）。另外，有资料表明超声搅拌声强为12～14W/cm²时，电铸出的镍微器件积瘤、针孔等缺陷少，塌角、圆边现象明显减少，表面平整（明平美，朱荻，胡洋洋，等.超声微细电铸试验研究.中国机械工程，2008,6:644-647）。但是对于微棱镜反光膜工作模来说，除了控制铸层晶粒大小以及缺陷多少，更要求得到铸层表面高反光度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的微棱镜难于控制其反光膜工作模的反光度等问题，提供一种利用超声电铸制备高反光度微棱镜反光膜工作模的方法。

本发明包括以下步骤：

1）配制电铸液，其具体方法如下：

在电铸槽中加入热水，再依次加入六水合硫酸镍、氯化镍，在容器中加入热水，再加入硼酸后煮沸，然后加入十二烷基硫酸钠，溶解后倒入电铸槽中，向电铸槽中加入糖精和1,4-丁炔二醇，再注入水加满电铸槽，调节pH为4.2；

2）将阳极镍板放入阳极篮中并接入正极，将镍制原模接入负极，进行电铸，经阴极脱模后得到高反光度微棱镜反光膜工作模。

在步骤1）中，所述热水的温度可为50～60℃，最好为55℃；所述六水合硫酸镍、氯化镍、硼酸、十二烷基硫酸钠、糖精和1,4-丁炔二醇的加入量按质量比可为（6000～12000）∶（600～1400）∶（600～1500）∶（1～20）∶（2～20）∶（4～10）；所述六水合硫酸镍的质量-体积浓度可为300～600g/L，氯化镍的质量-体积浓度可为30～70g/L，硼酸的质量-体积浓度可为30～75g/L，十二烷基硫酸钠的质量-体积浓度可为0.05～1g/L，糖精的质量-体积浓度可为0.1～1g/L，1,4-丁炔二醇的质量-体积浓度可为0.2～0.5g/L；所述煮沸的时间可为30～50min，最好为40min；所述调节pH为4.2可采用质量-体积浓度为30%的硫酸溶液调节，调节pH为4.2后可在45～55℃下保温8～12h，最好在50℃下保温10h。

在步骤2）中，所述电铸的条件可为电流密度为4～10A/dm²，超声功率为210～300W，频率为30～50kHz，电铸的时间为2～4h。

所制得的高反光度微棱镜反光膜工作模制品可经去离子水清洗烘干后，用逆反射系数仪测量其逆反射系数，用光学显微镜观察并拍照片。

本发明的优点在于：

1）在生产中能够方便地利用超声清洗机调节超声参数；

2）优选了合适的电铸液配方。

3）在硫酸镍电铸液中制备微小尺寸微棱镜反光膜工作模时控制逆反射系数的方法，能够通过调整超声参数与电铸液配方来控制微小尺寸微棱镜反光膜工作模的逆反射系数。

4）经逆反射系数仪测量其逆反射系数，用光学显微镜观察并拍照片表明，现有的机械搅拌电铸的微棱镜反光膜工作模反光度不高，而采用本发明制备的高反光度微棱镜反光膜工作模在一定参数情况下得到了高反光度。

附图说明

图1为现有的机械搅拌电铸微棱镜反光膜工作模显微图。

图2为本发明制备的高反光度微棱镜反光膜工作模显微图。

具体实施方式

实施例1