Способ изготовления капилярных отверстий

Способ изготовления капилярных отверстий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскнк

Соцналнстнческнк

Ресмубами ()904954 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву М 643266 (22) Заявлено 30.05.80 (2l ) 2933452/25-08 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.82. Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 18.02.82 (51)М. Кл.

В 23 P 1/00

1овудврвтвенвй каматвт

ССВР ав делам изобретений и открытии (53) УДК621.9. . 048.4.06 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. В. Дежкунов и П. П. Прохоренко

E !

Физико-технический институт AH Б лорусской"СС -* :: (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАПИЛЛЯРНЫХ ОТВЕРСТИИ

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки и прецназначено цля изготовления капиллярных каналов.

По основному авт. св. М 643266 известен способ изготовления капиллярных каналов, согласно которому осушествляют прошивку отверстия электрофнзическим способом, размещают в отверстии нить с циаметром, равным требуемому диаметру капиллярного отверстия, производят хими1О ческое осажцение металлического покрытия и уцаляют нить после заполнения пространства межцу ней и внутренней поверхностью отверстия tl ) .

Этот способ позволяет получать капил15 лярные отверстия лишь в тонких листовых материалах. Если же изготавливаемый канал имеет цлину, намного (в сотни раз) превосходящую его циаметр, обмен рабо2Ь чей жидкости в канале сильно затруцняется и концентрация осаждаемого металла. быстро снижается. В результате этого осажцение в канале прекрашается и проI цолжается лишь у входа в канал, где массообмен с окружающей обрабатываемое изцелие жицкостью не затруцнен.

Целью изобретения является обеспечение возможности получения длинномерных каналов.

Поставленная цель достигается тем, что в рабочую жицкость помешают вспомогательный вертикально расположенный капилляр, фиксируют высоту поцьема жицкости в нем, а в процессе осаждения в рабочей жицкости возбуждают ультразвуковые колебания, причем режим озвучивания поццерживают таким, чтобы обеспечить прирашение высоты подьема жицкости в капилляре под, действием ультразвука на величину не менее длины изготавливаемого канала.

Способ осуществляется следуюшим образом.

Электроэрозией в обрабатываемом изцелии изготавливают отверстие. Затем в это отверстие помешают нить с циаметром, равным требуемому диаметру капил904954 лярного канала, выполненную из материала с низкой адгезией к материалу металлического покрытия. Помешают в рабочую жидкость вертикальный капилляр и фиксируют высоту подьема рабочей жицкости в нем, обусловленную действием капиллярных сил. Затем в рабочей жидкости возбуждают ультразвуковые колебания и, варьируя режим озвучивания, устанавливают его таким, чтобы приращение высоты поцье- lÎ ма жицкости в капилляре было не менее длин ы и згот ав лив ае м oro к а нилл ярн or о к а нала. Затем изцелие вместе с нитью помешают в рабочую жидкость и поц цействием ультразвука осуществляют химическое осажцение металла на внутреннюю поверхность канала. При этом в процессе осажцения контролируют высоту поцьема жицкости в капилляре и регулируют режим озвучивания. После заполнения го пространства ме>кцу нитью и внутренней поверхностью канала нить уцаляют и таким образом получают капиллярный канал зацанного диаметра.

В ультразвуковом поле при опрецелен-, ных режимах озвучивания возникает так называемый ультразвуковой капиллярный эффект. Этот эффект состоит в том, что под действием ультразвука жицкость в капилляре интенсивно прокачивается в направлении от излучателя. При этом, если капилляр расположен вертикально, .наблюцается быстрое увеличение высоты и скорости поцьема, Воздействие ультра35, звука привоцит также к существенному уменьшению толщины пограничного слоя и интенсификации процесса диффузии, иг-. рающих важную роль в химическом осажцении.

При прокачивании жидкости через изготавливаемый канал рабочая среца непрерывно обновляется. В результате осаждение осуществляется равномерно по . всей цлине канала, что обеспечивает воз45 можногть получения протяженных капиллярных каналов.

Максимум ультразвукового капиллярного эффекта соответствует максимуму приращения поцьема жицкости в капилляре.

Поэтому при 3BQBHHblx условиях .озвучивания (температура жицкости, ее свойства, цавление, форма излучателя и т.ц.) режим озвучивания .(частота, интенсивность) целесообразно выбирать и подцерживать соответствующим максимальному подьему жидкости в капилляре.

Если обусловленное возцействием ,.ультразвука приращение высоты поцьема

Во вспомогательном капилляре не превышает алины изготавливаемого канала, то в некоторых случаях жидкость прокачива ется через иэг от авливаемый к ана л. Т акая ситуация может возникнуть, например, в несмачиваемом рабочем жидкостью ка. нала. В связи с этим режим озвучивания необхоцимо поддерживать таким, чтобы обеспечить приращение высоты подьема жидкости в пробном капилляре на величину, по крайней мере, не менее длины изготавливаемого канала.

Необходимым условием возникновения ультразвукового капиллярного эффекта является наличие развитой кавитации у торца капилляра.,Пля обеспечения этого режима амплитуца звукового цавления

РА цолжна быть не ниже 5Рд r,гце

P rlop — амплитуда звукового давления, соответствуюшая порогу кавитации в ра.бочей жицкости.

При увеличении звукового цавления эФЖект вначале растет, цостигает мак— симума и затем начинает уменьшаться.

В зависимости от свойств жидкости, ее температуры, уровня нац излучателем, цавления и частоты колебаний интенсивность, при которой цостигается максимум эффекта, существенно меняется.

В связи с этим оптимальный режим должен опрецеляться в каждом конкретном случае опытным путем и контролироваться при осуществлении процесса. Вспомогательный капилляр является простым и нацежным средством опрецеления оптимального режима.

Проверку прецлагаемого способа проводят на примере осаждения никеля на внутреннюю поверхность отверстия диаметром 1 мм в медном диске, полученного электрофизическим метоцом. В отверс тии р азм ешают нить из с тек лов ол окна циаметром 0,1 мм, покрытую тонким слоем вакуумной смазки.

Эксперименты проводят на частоте

41,5 кГц. В качестве вспомогательного используют стеклянный капилляр с циаметром канала 0,4 мм, внешним диаметром 1,2 мм и цлиной 0,8 м.

Режим варьируется изменением амплитуцы колебаний излучателя А. Осуществляют формообразование канала длиной 50 мм. Результаты прецставлены в таблице, гце б„- срецний циаметр на вхоце в канал капилляра; С1д — то же, на глубине 25 мм, т.е. в середине канала; Ъ вЂ” приращение высоты поцьема рабочей жидкости в пробном капилляре, обусловленное воздействием ультразвука.

4,5 6 9 14 О

"и, см

Д у мм мм l

75 59 40 27 О

01 01 01 01 01

0,1050,1080,13 0,19 0,89

0,1

0,12

3 5 27

0,1 0,1 О, l

028 016 014

Составитель М. климовская/

Рецактор Л. А лексеенко Техрец М.Рейвес Корректор А. Ференц

Заказ 226/2 1 Тираж 1 150 Поцписное

ВНИИ ПИ Госуцарственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгороц, ул. Проектная, 4

5 904

А=О соответствует осаждению без ультразвука, т.е. по известному способу, который принимают за базовый обьект.

При амплитуце, соответствующей мак .симуму Q (75 см), провоцят формообра- 5 зование каналов цлиной цо 150 мм. В результате установлено, что прецлагаемый способ позволяет получать каналы цлинойболее чем в 10 раз превосхоцящей циаметр. При этом поперечные размеры 10 выцерживают с точностью не ниже

«+0,02 мм по всей алине канала.Как вицно из таблицы, по известному способу невозможно получить протяженные капилляры зацанных размеров, так 15 как уже при протяженности 50 мм и Д=

Формула изобретения

Способ изготовления капиллярных отверстий по авт. св. М. 643266, о т— личаюшийсятем, что,сцелью обеспечения возможности получения цлин- 30 номерных каналов, в рабочую жицкоств помешают вспомогательный вертикально расположенный капилляр и в процессе осажцения в рабочей жицкости возбужцают ультразвуковые колебания, при этом кон- з

954 6

=0,1 мм циаметр канала варьируется по его цлине от О, l цо 0,89 мм.

При амплитуце колебаний излучателя, соответствующей приращению выс oT bl поцьема в пробном капилляре на величину. менее протяженности изготавливаемого канала, циаметр варьируется на алине

25 мм более, чем в цва раза, т.е. при таком режиме озвучивания точность еще цовольно низкая.

Использование изобретения позволит изготавливать протяженные капиллярные каналы путем химического осажцения металла на внутреннюю поверхность препварительно изготовленного электрофизическим с пос об ом к а на ла.

t тролируют приращение высоты поцьема жицкости во вспомогательном капилляре и обеспечивают величину указанного приращения не менее цлины изготовленного канала за счет регулирования режима озвучивания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свицетельство СССР

М. 643266, кл. В 23 Р 1/00, 1975.