[发明专利]无序合金微弹簧及其制备方法与曝光台

权利要求书

1.一种具有高倔强系数和弹性极限的无序合金微弹簧，其特征在于，结构为螺旋型，整体尺寸在百微米量级到毫米级别，弹簧丝直径大于等于10 um；材料为Ni-Nb基无序合金材料，杨氏模量大于180GPa，弹性极限大于2%。

2.一种如权利要求1所述具有高倔强系数和弹性极限的无序合金微弹簧制备方法，其特征在于，步骤如下：

1）利用机械加工或者注塑方法，制备一个PMMA光刻胶圆柱；

2）将光刻胶圆柱夹持到曝光台上进行X-ray曝光，控制曝光参数来调节微弹簧的节距和弹簧丝的直径；

3）对曝光过的光刻胶圆柱进行显影，得到显影后的制备弹簧的PMMA模具；

4）用纯度分别超过99.9%的镍和铌金属在高于3*10^-3 Pa的真空下氩气保护熔炼而成的靶材；

5）利用磁控溅射仪器和靶材在PMMA模具上溅射无序合金薄膜层，控制溅射时间来控制溅射厚度，溅射时使PMMA模具匀速地绕自身轴旋转，保证无序合金薄膜层厚度均匀；

6）先用甲基丙烯酸甲酯溶液对带有无序合金薄膜层的模具浸泡24小时，再用丙酮浸泡12小时，最后用无水乙醇浸泡清洗，释放得到直径一大一小的二个无序合金微弹簧。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述的曝光台包括光刻胶圆柱（1）、带样品夹的旋转电机（2）、掩膜板（3）、步进电机（4）、掩膜板夹具座（5）、夹具（6），光刻胶圆柱（1）夹持在带样品夹的旋转电机（2）上，可匀速转动, 掩膜板（3）利用夹具（6）固定在掩膜板夹具座（5）上，步进电机（4）刚性联接掩膜板夹具座（5），可驱动掩膜板（3）直线运动, 掩膜板（3）中心透光小孔与光刻胶圆柱（1）中心处等高。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述的X-ray曝光方法，将光刻胶圆柱（1）夹持到带样品夹的旋转电机（2）上进行X-ray曝光，X-ray透过掩膜板（3）中心小孔射到光刻胶圆柱（1）上，旋转电机（2）以                                                的角速度匀速转动，步进电机（4）以的速度带动掩膜板（3）匀速移动，曝光剂量大小决定了曝光的深度，成型后弹簧丝的直径与中心透光小孔的直径相当。

5.一种用于制备无序合金微弹簧的曝光台，其特征在于，包括光刻胶圆柱（1）、带样品夹的旋转电机（2）、掩膜板（3）、步进电机（4）、掩膜板夹具座（5）、夹具（6），光刻胶圆柱（1）夹持在带样品夹的旋转电机（2）上，可匀速转动, 掩膜板（3）利用夹具（6）固定在掩膜板夹具座（5）上，步进电机（4）刚性联接掩膜板夹具座（5），可驱动掩膜板（3）直线运动, 掩膜板（3）中心透光小孔与光刻胶圆柱（1）中心处等高。