[发明专利]基于微区电化学沉积的三维合金微纳结构打印装置及方法

权利要求书

1.基于微区电化学沉积的三维合金微纳结构打印装置，其特征在于：包括，

中空微管，所述中空微管用于填充镀液，所述镀液中含有至少一种第一类型金属的离子，所述第一类型金属适于电镀；

电控位移台，所述电控位移台用于承载可导电的试样，且所述电控位移台还用于带动所述试样按照预设的轨迹运动；

电压源，所述电压源用于通过导线将所述中空微管中的镀液以及所述试样连接成电回路；

控制器，所述控制器与所述电压源以及所述电控位移台电连接，且所述控制器用于在控制所述电控位移台按照预设的轨迹相对所述中空微管运动时，控制所述电压源并使所述试样上的偏压值处于使所述至少一种第一类型金属的离子均能够进行沉积的电压范围内。

2.根据权利要求1所述的基于微区电化学沉积的三维合金微纳结构打印装置，其特征在于：还包括手动调节台，所述手动调节台与所述电控位移台固定安装。

3.一种三维合金微纳结构的制备方法，其特征在于：所述方法基于权利要求1-2任一项所述的打印装置，所述三维合金微纳结构在组分上包含至少一种第一类型金属，所述第一类型金属适于电镀，所述方法包括，

将包含有至少一种所述第一类型金属的离子的镀液填充到中空微管内；

试样靠近中空微管的尖端，直至所述试样的表面与所述镀液接触；

通过控制器控制所述电压源，使所述试样上的偏压值处于使所述至少一种第一类型金属的离子均能够进行沉积的电压范围内；

通过控制器控制所述电控位移台带动所述试样按照预设的轨迹相对所述中空微管运动，从而在所述试样的表面得到基材；

通过沉积工艺在所述基材的表面沉积增层，得到中间体；

对所述中间体进行高温热处理，使所述增层部分的或者全部的与所述基材融合，从而得到三维合金微纳结构；

其中，所述增层为金属或者非金属。

4.根据权利要求3所述的三维合金微纳结构的制备方法，其特征在于：当所述三维合金微纳结构包含至少两种所述第一类型金属时，在步骤将包含有所述至少两种第一类型金属的离子的镀液填充到中空微管内之前，还包括镀液的配置步骤，

根据所述三维合金微纳结构中包含的所述至少两种第一类型金属的种类以及能斯特方程确定电镀电压，所述电镀电压即为所述试样上的偏压值；

根据所述三维合金微纳结构中包含的所述至少两种第一类型金属的组分比例关系，预制包含有所述至少两种第一类型金属的离子的镀液；

调制所述镀液中各第一类型金属离子的浓度，使所述镀液中的各第一类型金属的离子在所述电镀电压下的沉积速度的比例关系与所述三维合金微纳结构中各第一类型金属的组分比例关系相同。

5.根据权利要求3所述的三维合金微纳结构的制备方法，其特征在于：所述增层包含有至少两层结构，所述至少两层结构通过进行多次所述沉积工艺获得。

6.根据权利要求5所述的三维合金微纳结构的制备方法，其特征在于：所述至少两层结构的材质不同，所述每层结构分别通过与其适配的沉积工艺获得。