基于光致抗蚀干膜的掩膜制备及其应用研究

在传统工艺流程中,必须先将干膜贴于工件表面,然后进行光刻,但干膜不可重复使用。现提出一种新型干膜光刻工艺流程,在干膜贴于工件表面之前,先对干膜单独进行光刻试验研究。基于该新型工艺流程,研究了杜邦干膜GPM220的曝光及显影特性。经过对曝光量（曝光时间）及显影时间的参数优化,最终在干膜上获得了平均直径为99.7μm的通孔阵列,并将其作为掩膜应用于微细电解加工,通过选择合理的加工参数,在工件表面获得了平均直径为125μm、平均深度为10μm的微坑阵列。电解实验后的干膜易与工件分离,可实现重复使用,提高了干膜的利用率。     

镍基金属玻璃电化学特性与线切割实验研究

金属玻璃具有独特的原子结构和优异的材料性能,在产品微小型化、精密化方面已展现出重要而广阔的应用前景。但金属玻璃对微加工过程中温度敏感,且现有的金属玻璃微加工技术还不成熟,在一定程度上阻碍其广泛应用。提出了金属玻璃微细电解线切割加工方法,基于电化学阳极溶解原理对材料进行加工,加工温度低、无加工应力、材料不会晶化,是制造金属玻璃微结构零件理想的技术手段。研究了镍基金属玻璃Ni_(72)Cr_(19)Si_7B_2在不同溶液中的电化学特性,并优化微细电解线切割实验参数,加工出高质量的金属玻璃微结构。     

屏蔽膜板随动式微细电铸技术基础研究

提出了屏蔽膜板随动式微细电铸技术，屏蔽阳极膜板随电沉积层的增加而微量移动，从而可以用厚度有限的屏蔽层制造出原理上高度不受限制的三维金属微结构。针对该工艺的特点研制了试验装置，利用紫外光刻制作的屏蔽阳极膜板开展了两种随动方式的研究，分别得到了侧壁陡直的微齿轮和具有倾斜轮廓的微十字结构。     

碳纳米管工具电极的制备

纳米工具电极是进行纳米电解加工的必备条件,其特征尺寸直接影响纳米结构的最终尺寸.提出了利用电弧放电将碳纳米管束焊接在钨针尖上的纳米工具电极制备方法,并通过试验研究了钨针的针尖圆弧半径和放电电压对制备碳纳米管工具电极的影响.试验结果表明,不同尖端圆弧半径的钨针,所需有效放电电压不同,圆弧半径越小,有效放电电压越小,强电场分布越集中,越容易将碳纳米管束焊接在针尖的顶端;圆弧半径越大,强电场分布区域越大,越不容易控制碳纳米管束焊接的方向性.在针尖圆弧半径约为100 nm和300 nm的钨针上,放电电压分别为25 V和35 V时,成功制备出碳纳米管工具电极.     

阵列群小孔活动模板电解加工技术研究

针对航空发动机阵列群小孔薄板零件,提出了活动模板电解加工方法。介绍了活动模板电解加工的原理和工艺过程。研究了电解液类型、电解液压力、电压占空比等参数对群孔加工品质的影响,研究表明:采用10%w.t.NaNO3,10%w.t.NaCl混合溶液,低电压占空比,合适的电解液压力可以获得表面品质完好、尺寸精度高的阵列群小孔。     

脉冲激光电化学复合的定域性研究及三维微细刻蚀加工

在激光电化学复合微细加工系统中,利用透光导电的氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)导电玻璃作为工具阴极,引入激光辐照能量,保证了激光电化学体系的高效复合。采用脉冲激光辐照和电化学溶解蚀除的方法对铝合金进行了加工试验,工件表面在均匀电场作用下所形成的钝化膜,在激光定域辐照的热力冲击作用下被破坏,使基体材料发生电化学反应,而非辐照区域则不发生反应,从而提高了电化学反应的定域性。研究了复合加工定域性受激光热力冲击和气泡折射影响的机理,根据试验结果分析了激光能量,加工电流以及不同加工方式对复合加工定域性的影响,采用优化的工艺参数,有效抑制了激光热影响区和电化学杂散腐蚀,实现了成形精度和表面质量均较好的三维槽腔加工。     

精密微小孔的电解—磨削复合扩孔加工技术研究

采用电解—磨削复合扩孔加工技术加工精密微小孔,探讨了其加工机理,分析了多种因素对微小孔加工精度和表面质量的影响,如加工电压、进给速度、电极转速。通过对加工参数的优化,采用微小金刚石导电磨针在厚度为0.3mm的不锈钢片上加工出高精度、低表面粗糙度的微小孔。     

纳米氧化镧对电铸电极材料抗电蚀性的影响

增强工具电极材料的耐电蚀能力,降低电极损耗是微细电火花加工技术可靠、稳定且高效制造高深宽比微结构和器件的研究关键之一。选用纳米量级稀土氧化物-氧化镧为电铸基液添加剂制备了微工具铜电极材料,探讨了它的作用机理,分析了电铸铸层的微观形貌,并实验研究了纳米氧化镧添加剂对电铸电极材料抗电蚀性能的影响,优选了电沉积工艺参数。结果表明:添加适量纳米氧化镧添加剂并在适当电沉积条件下,电铸铜电极材料表现出较强的抗电蚀能力,且综合机械性能优异。     

环形丝单向运丝电解线切割加工技术试验研究

为了解决加工间隙内电解加工产物的排除问题,在分析电解线切割加工特点的基础上,采用环形镀锌黄铜丝作为阴极,在电机的驱动下,使环形丝的运动方向与重力方向保持一致, 从而便于带出加工区的电解产物;在搭建的加工系统上进行了正交试验,研究加工电压、进给速度、电解液浓度及环形丝单向运丝速度对加工间隙的影响。最后采用优化的加工参数加工出缝宽为250μm、深宽比达20的五角星结构。     

轴向冲液电解线切割50CrVA试验研究

采用轴向高速冲液电解线切割方法加工50CrVA弹簧钢,利用高速流动的电解液快速带走加工产物。通过对加工区域的流场进行仿真,选出合适的喷嘴直径,并对影响加工的重要因素(加工电压、占空比、频率、进给速度)进行单因素试验,研究各参数对加工缝宽的影响。最后,采用优化参数加工出缝宽约为1 mm的典型零件。