微铣削微槽阵列增强钼表面疏水性的研究

《Metals》：Investigation of Hydrophobicity Enhancement of Molybdenum Surfaces by Micromilling

　　

摘要

钼（Mo）因其优异的耐高温性能和较低的溅射产额，广泛应用于极紫外（EUV）光刻系统等先进设备中。为了满足调控钼表面润湿性的需求，本研究采用微铣削技术在钼表面制备微槽阵列，以提高其疏水性。首先，在全流量冷却和微量冷却润滑（MQCL）条件下进行对比微铣削实验。研究在两种冷却润滑条件下，工艺参数（包括轴向切深（a_p）、主轴转速（n）和每齿进给量（f_z））对毛刺高度（H）的影响。结果表明，全流量冷却条件下获得的毛刺高度普遍低于MQCL条件下的结果。随后，采用正交实验设计评估全流量冷却条件下的加工参数。基于吉布斯自由能建立了微槽阵列几何形状与接触角之间的数学模型，以指导表面微槽结构的设计。最后，使用优选的加工参数在钼表面制备微槽阵列。结果表明，微槽阵列能有效增强钼表面的水疏水性。静态水接触角从未处理的钼表面的62.45 ± 0.25°增加到最大128.50 ± 0.12°，从而实现从亲水到疏水行为的转变。