Modificación superficial del Ni-Ec para mejora de sus propiedades de resistencia a la corrosión y al desgaste

Abstract

Micro-embossing of soft materials is gaining considerable technological relevance for the design and production of 3D micro patterned surfaces for optical lenses, microfluidic devices, micro-shaped tubes or imprinting technologies. One of the most important challenges of micro-embossing is to achieve adequate pattern transfers into the working material for large productions series. These techniques require moulding materials with high hardness and toughness properties.In this context electro-deposited nickel, in combination with photolithographic techniques, is a moulding material often used for micro-embossing applications. Generally speaking, Ni complies with hardness and strength requirements; however, it does not show good wear-resistance properties, affecting the performance of the moulds when operating in mass production. In order to overcome these disadvantages ion implantation is proposed as an alternative to improve the surface hardness and wear resistance of electro-deposited Ni surfaces. Moreover, as ion implantation can be run at room temperature, it does not modify the net-shape of the target substrates since the impinging energies are far above those producing undesired sputtering/roughening effects...

Los procesos de micro-estampación de materiales blandos están adquiriendo una considerable relevancia tecnológica para el diseño y la producción de superficies con patrones 3D a escala micro para lentes ópticas, dispositivos microfluídicos, tubos micro-formados o tecnologías de impresión. Uno de los retos más importantes a los que se enfrentan estos procesos de microestampación es lograr la adecuada transferencia de patrones en el material de trabajo a gran escala. Estas técnicas requieren de materiales para la fabricación de los moldes con una elevada dureza y tenacidad.En este contexto, el níquel depositado electroquímicamente, Ni-EC, en combinación con técnicas fotolitográficas, es un material empleado frecuentemente en la fabricación de los moldes para este tipo de aplicaciones. En general, el Ni cumple con los requisitos necesarios de dureza y resistencia; sin embargo, no presenta buenas propiedades de resistencia al desgaste, lo que afecta al rendimiento de los moldes cuando se trabaja en producción en masa. Con el fin de superar estas desventajas, se propone la implantación iónica como una alternativa para mejorar la dureza superficial y la resistencia al desgaste de las superficies de Ni electro-depositadas. Además, esta técnica de modificación superficial, se realiza a temperatura ambiente y no modifica la forma de los sustratos ya que las energías de impacto están muy por encima de las que producen efectos no deseados de pulverización y/o rugosidad...