[发明专利]一种高温光栅的制作及转移方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温光栅的制作方法，属于光测力学、工程材料、构件变形和位移测试技术领域。

背景技术

云纹干涉方法是上个世纪80年代初发展起来的一种现代光学测量方法，由于具有波长量级位移精度、非接触、全场实时观测的优点,广泛应用于材料科学、断裂力学、微电子封装等领域，是一种基于试件表面云纹条纹图像分析获得被测表面变形场的测量方法。而作为变形载体光栅的制作一直以来得到研究者的广泛关注,尤其涉及到高温变形测量中高温光栅的制作。

中国专利文献公开了“一种高温全息光栅及其制造方法”（中国专利号93106837.1）、“一种双频率高温光栅的制作方法”（中国专利号200610113298.2）和一种高温云纹光栅的制作方法（中国专利号200910135728.4）等。上述各种方法存在光路复杂、难调节，高温光栅制作成本过高和刻蚀难以控制等不足，因此需要发展一种高温光栅的制作及转移方法，该方法可以实现高温栅的制作以及方便地转移到试样表面上。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温光栅的制作及转移方法，使其制作简单、成本低、可实现大批量生产。

本发明的技术方案如下：

一种高温光栅的制作及转移方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1）在硬基体上均匀涂覆一层正胶光刻胶，将硬基体放入全息制栅光路中进行曝光，然后进行显影形成全息光栅；

2）通过电铸技术直接在硬基体全息光栅上电铸，脱膜制得电铸全息光栅模板；

3）取另一硬基体，在该硬基体上涂覆纳米热压印光刻胶，然后放入热压印平台上，再将电铸全息光栅模板放在涂有纳米热压印光刻胶的硬基体上，设定压印温度范围110℃～130℃，压力范围35MPa～45MPa，然后进行热压印,在硬基体表面得到全息光栅；

4）将表面含有全息光栅的硬基体放入真空蒸镀机内进行蒸镀，在光栅表面形成高温光栅金属膜；

5）试样表面用砂纸进行粗抛，将高温粘结剂涂在试样表面，然后将高温光栅金属膜粘接在试样表面，放入高温炉内高温固化，升温速率2℃/分～3℃/分，升温到170℃恒温时间为3～4小时，然后自然冷却；所述的高温粘结剂采用聚硅氮烷和碳化硼粉的混合物；

6）将硬基体从试件上剥离，高温光栅金属膜直接转移到试样表面。

本发明所述的聚硅氮烷和碳化硼粉的混合物的优选质量比为1:2。所述的纳米热压印光刻胶优选采用SU-8光刻胶。所述的硬基体优选为玻璃或硅片。所述的高温光栅金属膜为铬膜。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：以前所研究的光栅制作方法中一般都是在试件上直接制作光栅，对试样表面要求高，且需要曝光、显影或者刻蚀等复杂工艺。本发明是将电铸全息光栅作为模板，通过热压印将光栅压印到硬基体上，然后蒸镀高温膜，最后通过高温转移直接将高温光栅转移到试样表面。此高温光栅可大批制作，制作成本低，操作简单、成功率高，适用于不同形状试样高达700℃高温光栅的制作。

附图说明

图1为本发明的操作工艺流程图。

图2为高温粘结剂固化工艺流程图。

图3为高温（500℃）云纹条纹图。

具体实施方式

现结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

图1为本发明的操作工艺流程图，具体实施步骤如下：

本发明提供的一种高温光栅的制作及转移方法，该方法具体包括如下步骤：

1）在硬基体上均匀涂覆一层正胶光刻胶，将硬基体放入全息制栅光路中进行曝光，然后进行显影形成全息光栅；硬基体可以采用玻璃或硅片等；

2）通过电铸技术直接在硬基体全息光栅上电铸，脱膜制得电铸全息光栅模板；

3）取另一硬基体，在该硬基体上涂覆纳米热压印光刻胶，然后放入热压印平台上，再将电铸全息光栅模板放在涂有纳米热压印光刻胶的硬基体上，设定压印温度范围110℃～130℃，压力范围35MPa～45MPa，然后进行热压印,在硬基体表面得到全息光栅；纳米热压印光刻胶可采用SU-8光刻胶或其它热塑性光刻胶；

4）将表面含有全息光栅的硬基体放入真空蒸镀机内进行蒸镀，在光栅表面形成高温光栅金属膜或其它抗氧化性金属膜；