[发明专利]基于磁性PDMS掩模的微坑阵列电解加工的系统与方法

权利要求书

1.一种基于磁性PDMS掩模的微坑阵列电解加工的系统，包括：阴极工具（1）、PDMS掩模、阳极工件（3）、夹具（5）、电解液（6）、电源（7）；

上述夹具（5）内部为工作腔，阳极工件（3）、PDMS掩模、阴极工具（1）、永磁体（4）均位于工作腔内；阳极工件（3）和阴极工具（1）分别连接电源（7）正负极；

上述夹具（5）具有进液口和出液口，进液口位于夹具上方，出液口沿周向均匀分布于夹具侧壁；

上述阴极工具（1）位于PDMS掩模上方，阳极工件（3）位于PDMS掩模下方，阴极工具具有均匀群缝结构，PDMS掩模具有通孔阵列；

其特征在于：

上述PDMS掩模为磁性PDMS掩模（2），在阳极工件（3）下方还布置有用于吸引所述磁性PDMS掩模（2），使其紧贴于所述阳极工件（3）表面的永磁体（4）。

2.根据权利要求1所述基于磁性PDMS掩模的微坑阵列电解加工的系统，其特征在于：

所述阴极工具（1）到磁性PDMS掩模（2）的距离为10-50mm；

所述夹具（5）的进液口与出液口的总截面积比为50-200；

所述夹具（5）的出液口紧贴阴极工具（1）下表面。

3.根据权利要求1所述一种基于磁性PDMS掩模的微坑阵列电解加工的系统的使用方法，其特征在于：

电解加工过程中，上述磁性PDMS掩模（2）贴合于阳极工件（3）上表面，永磁体（4）紧贴阳极工件（3）下表面，磁性PDMS掩模（2）在磁场力的作用下贴合在阳极工件表面，有助于阻止电解液渗透进入磁性PDMS掩模和阳极工件表面的贴合处，减小微坑周围的杂散腐蚀。

4.根据权利要求2所述一种基于磁性PDMS掩模的微坑阵列电解加工的系统的使用方法，其特征在于：

电解液采用正向流动的方式通过阴极工具缝隙流向阳极工件，压强大于0.1MPa；由于出液口紧贴阴极工具（1）下表面，出液口处的电解液快速流出，工件上方的电解液缓慢流动，工件表面的流场均匀稳定；加工过程中电解液的压力和重力作用在柔性模板上，有利于柔性模板与阳极工件紧密贴合，阻止电解液渗透进入柔性模板和工件表面的贴合处；同时，在电解液的压力以及重力的共同作用下，微坑内产生的电解加工产物缓慢流离加工区域。

5.根据权利要求1所述基于磁性PDMS掩模的微坑阵列电解加工的系统中的磁性PDMS掩模的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a、制作微群柱模具：根据所需磁性PDMS掩模（2）的厚度及其通孔阵列的尺寸制作带有微群柱模具（10），微群柱高度在100-300μm；

b、制作模具微群柱通道：在微群柱模具（10）上表面贴一层胶带（8）制作微群柱通道，并放入制模容器（11）内；

c、磁性PDMS胶混合：将PDMS材料和固化剂按比例混合配制形成PDMS胶（13），然后加入磁性粒子，使用搅拌机充分搅拌混合；所述加入的磁性粒子的质量分数为所配制的液态PDMS胶的5%-20%，所述磁性粒子的直径为20nm-1μm；

d、倒胶：向制模容器（11）中倒入混合的磁性PDMS胶；

e、抽真空：将步骤d中的制模容器放入真空箱（12）内抽真空，磁性PDMS胶填充满微群孔通道；

f、胶体固化：将步骤e中制模容器放入烘箱内，使PDMS胶固化完全；

g、脱模：将固化的PDMS胶与微群柱模具（10）和胶带（8）分离，获得磁性PDMS掩模（2）。