[发明专利]一种实现材料表面织构化的局部电沉积方法

说明书

本发明提供了一种实现材料表面织构化的局部电沉积方法，所述方法包括如下步骤：阳极针尖制备、阴极板的处理、沉积装置安装、设计运动轨迹、启动轨迹沉积。解决材料表面织构构造方法中所存在的工艺复杂、成本高、织构几何结构单一等问题，提出了用局部电沉积的方法构造材料表面复杂织构的新方法。该方法操作简单，过程可控，成本低廉，同时，表面织构的几何形貌的设计性更高，丰富了材料表面处理方法，特别是表面织构构造方法的多样性。

技术领域

本发明涉及一种实现材料表面织构化的局部电沉积方法。

背景技术

John D.Madden等人于1996年首次提出了局部电沉积(localized electro-deposition(LED))的概念(Madden J D,Hunter I W.Three-dimensionalmicrofabrication by localized electrochemical deposition[J].Microelectromechanical Systems,Journal of,1996,5(1):24-32.)，局部电沉积即一种在电解液中利用极小尺寸的电极尖端近距离在基板上形成局部范围内的电化学沉积(或刻蚀)，方法原理如图1所示。此后，局部电沉积作为一种亚微米级甚至纳米级精细结构构造方法得到了广泛的研究。该方法经济简单，但目前为止，大部分研究重点集中于构造大高径比的圆柱结构及其优化(El‐Giar E M,Said R A,Bridges G E,et al.Localizedelectrochemical deposition of copper microstructures[J].Journal of theElectrochemical Society,2000,147(2):586-591.Said R A.Shape formation ofmicrostructures fabricated by localized electrochemical deposition[J].Journalof The Electrochemical Society,2003,150(8):C549-C557.Said R A.Localizedelectro-deposition(LED):the march toward process development[J].Nanotechnology,2004,15(10):S649.Lin C S,Lee C Y,Yang J H,et al.Improvedcopper microcolumn fabricated by localized electrochemical deposition[J].Electrochemical and Solid-State Letters,2005,8(9):C125-C129.Lin J C,Chang TK,Yang J H,et al.Localized electrochemical deposition of micrometer coppercolumns by pulse plating[J].Electrochimica Acta,2010,55(6):1888-1894.PanéS,Panagiotopoulou V,Fusco S,et al.The effect of saccharine on the localizedelectrochemical deposition of Cu-rich Cu–Ni microcolumns[J].ElectrochemistryCommunications,2011,13(9):973-976.Tseng Y T,Lin J C,Ciou Y J,etal.Fabrication of a Novel Microsensor Consisting of Electrodeposited ZnONanorod-Coated Crossed Cu Micropillars and the Effects of Nanorod CoatingMorphology on the Gas Sensing[J].ACS applied materials&interfaces,2014,6(14):11424-11438.Brant A M,Sundaram M M,Kamaraj A B.Finite Element Simulation ofLocalized Electrochemical Deposition for Maskless Electrochemical AdditiveManufacturing[J].Journal of Manufacturing Science and Engineering,2015,137(1):011018.Hu J,Yu M F.Meniscus-confined three-dimensional electrodepositionfor direct writing of wire bonds[J].Science,2010,329(5989):313-316.)，而本发明则是利用局部电沉积的方法(在三维层次、跨尺度(从微米级图案到毫米级图案))设计构造材料表面织构，以此来提升材料表面的综合性能。