SPM探针制备的新进展

扫描探针显微技术应用越来越广泛，其探针制备技术也不断得到开发。从探针结构的改进和探针功能的扩展等方面对近几年来探针制备技术的相关发展进行了阐述，探讨了SPM技术的拓展和新应用，同时也讨论各种制备方法的特点和适用条件。     

扫描隧道探针的制备研究

本文概述针尖对扫描隧道显微镜的重要性,总结制备探针的各种技术,并着重介绍电化学腐蚀制备钨和铂铱合金探针的原理及电路设计。     

STM探针电化学腐蚀装置的设计及实验研究

本文根据扫描隧道显微镜(STM)探针电化学腐蚀方法的特点,在总结其它STM探针电化学腐蚀装置的基础上,自制了STM探针电化学腐蚀装置。并用此装置进行探针制备的实验研究,摸索出了此装置制备高质量钨探针的较佳工艺条件,同时给出了所制探针的STM成像结果。     

基于SPM的纳米加工技术研究

扫描探针显微镜(SPM)纳米加工技术是当前非常活跃的纳米加工研究领域,其研究成果有可能成为微纳米器件制作的主要方法。论文主要介绍了单原子操纵、阳极氧化法,以及机械刻蚀加工等SPM纳米加工方法的机理、特点及研究进展动向。     

基于SPM的纳米加工技术研究

扫描探针显微镜（SPM）纳米加工技术是当前非常活跃的纳米加工研究领域,其研究成果有可能成为微纳米器件制作的主要方法。论文主要介绍了单原子操纵、阳极氧化法,以及机械刻蚀加工等SPM纳米加工方法的机理、特点及研究进展动向。     

一种新型非球面高效研磨方法的研究

针对目前非球面加工的难题，提出了一种利用弯曲成形法制作磨具来实现非球面高效研磨的新方法。阐述了弯曲成形法高效研磨的原理，建立了磨具弯曲成形的数学模型，分析了磨具成形的等距线误差。实验结果表明：采用弯曲成形法制作的磨具成形精度较高，面形精度达到微米级；采用该方法研磨非球面零件是可行的，能满足中等精度的非球面零件研磨加工要求；效率高、成本低，有很好的开发和应用前景。     

采用MOCVD方法的GaN薄膜制备试验研究

介绍了使用本实验室自制的MOCVD设备,以蓝宝石材料作为衬底,按照MOCVD方法设计的GaN薄膜制备试验.衬底入炉后先在1150℃的H2气氛下烘烤20min,然后降温至540℃、550℃、560℃、570℃和580℃生长20nm厚的GaN缓冲层,再升温至1100℃生长GaN外延,外延的厚度约为3μm.缓冲层生长温度为570℃时,样品外延的生长质量最好.     

基于数学形态学方法的AFM探针建模研究

AFM扫描图像可被认为是探针针尖的形貌和扫描样品表面形貌的数学形态学卷积结果,需要用反卷积的方法排除扫描图像中探针形貌引起的失真影响。本文在已有基于数学形态学的探针盲建模算法基础上,提出了一种可快速实现特征点优化提取的方法,同时提出了一种可降低最优降噪阈值估计复杂性的基于临界阈值搜索新方法。最后给出了仿真与CNT扫描图像的重构实验结果。实验表明,本文介绍的方法提高了探针建模的计算速度和建模精度,可以对AFM成像质量进行有效的失真修正和改善。     

基于聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜的新型SPM测头结构及性能研究

为了对柔软易损坏材料以及具有大台阶特征的表面实现高精度非破坏性测量,研制了一种采用PVDF薄膜和压电驱动器（PZT-actuator）结合钨探针构成的新型SPM测头。介绍了测头的构成和工作原理,并通过一系列相关实验,确定了测头的相关参数和性能（如薄膜的尺寸参数、所构成振动梁的品质因素及弹性常数等）,初步证实了该测头可以满足上述测量要求。     

核聚变堆用钨表面超精密抛光的研究现状与趋势

钨作为未来核聚变堆中最有前景的面向等离子体材料,在反应堆工况下将承受高能粒子的辐照冲击。表面质量的好坏会直接影响材料的氢/氦滞留行为和辐照损伤程度,进而影响聚变堆的安全性和可靠性。现阶段,针对钨的抗辐照改性研究主要着眼于材料的成分、结构和组织设计,关于机械加工对材料表面抗辐照改性的研究甚少。文章聚焦前沿科学问题,从机械加工角度分析核材料领域科学问题,结合国内外相关研究成果及核聚变堆用钨(PFM-W)的机械加工现状,阐述了PFM-W表面超精密抛光的必要性。通过对比不同抛光方法,提出了磁流变抛光和力流变抛光是较为适合PFM-W表面超精密加工的观点,并对未来PFM-W表面超精密抛光研究趋势进行了分析,重点在抛光方法的探索以及抛光后材料表面质量对抗辐照性能影响的研究。     

压电微音叉扫描探针显微镜测头研究

压电微音叉具有良好的谐振特性，并易于实现其振动的检测。利用这些特性，与钨探针结合，构成了一种新型的表面轮廓扫描测头。该新型测头与X-Y压电工作台结合，采用与TM-AFM相同的工作原理，构成了扫描探针显微镜。介绍了压电微音叉扫描测头的构成、工作原理及主要特性，给出了所构成的扫描探针显微镜测量系统。通过实验及其结果，证明了新型测头具有高垂直分辨率、低破坏力等优点。除此之外，由于采用了有效长度大的钨探针，使大台阶微观表面的测量成为可能。     

扫描探针显微镜在粗糙度、纳米尺寸、表面形貌观测方面的应用

扫描探针显微镜是近十几年来在表面特征表面形貌观测方面最重大的进展之一，是纳米测量学的基本工具，本文叙述了扫描探针显微镜的工作原理、检测模式及在观察检测纳米级的粗糙度、微小尺寸、表面形貌方面的特点和方法，比较了原子力显微镜、常规的表面轮廓仪、干涉显微镜、扫描电子显微镜在表面特性、表面形貌观测方面的性能，着重介绍了扫描探针显微镜在这方面的应用和存在的问题。     

利用脉冲激光对木制品表面抛光技术的研究

介绍了木制品表面的毛刺现象以及去除木制品表面毛刺使木制品表面抛光的重要性。利用脉冲激光对木制品表面进行抛光的技术,最后对脉冲激光使木制品表面抛光技术的发展趋势进行展望。     

机器人模具抛光系统中抛光工具位姿研究

为了弥补抛光机器人通过示教方式采集抛光点的不足,充分利用了模具数控加工在路径规划方面的功能,生成模具加工表面刀位点,编写算法提取在UG NX 7.5的CAM模块上生成的模具加工数控刀位数据,并在这些数据的基础之上,设计了工业机器人抛光工具的位姿算法。     

基于喷射抛光实验研究结果的异形抛光实验台设计

介绍了标准的液体喷射抛光实验,提出了近壁面附近固液两相流中的颗粒作用导致的流体摩擦剪切去除材料的机制假设,然后通过实验研究了抛光时间、样品表面初始粗糙度、喷头形状、喷射距离、喷射压力和pH值对抛光结果的影响。结果表明,抛光结果随时间趋于稳定并与初始粗糙度无关,圆形喷头比扇形喷头抛光效率高,喷射距离和压力影响一致,pH值越低影响越大。最后基于理论假设和实验结果设计了一个可以用于精密光学制造中异形表面抛光的实验装置。     

超精密研磨和抛光专家系统的研究

针对超精密研磨和抛光加工过程中出现的问题,设计出指导研磨和抛光加工过程的专家系统.该系统不仅能根据待加工材料的名称、性能以及加工后所达到的精度要求等输入参量,运用已有的工艺数据库自动给出加工工艺的参数,而且具有较强的状态监控能力,能自动控制研磨和抛光加工的过程.     

浅析零件中心孔对质量的影响及修研方法

各种精密工件的加工中,顶尖夹持是常见的定位夹紧方式。顶尖夹持误差在生产加工中,对产品质量的影响也是无法避免的,工件的装夹误差是影响加工精度的一个显著因素。通过分析中心孔本身形状误差和位置误差与齿圈径向跳动、齿距累积误差、齿向误差、齿厚偏差和工件圆度的关系,论述了当中心孔位置误差造成工件回转轨迹发生变化时,对齿圈径向跳动、齿距累积误差、齿向误差造成的影响;当中心孔孔口尺寸不一致时,对齿厚的影响;中心孔形状误差对工件圆度的影响等的工作机理,探讨了顶尖夹持定位时,提高中心孔本身形位误差的有效修研方法,并进行了归纳和总结。     

一种曲面抛光装置的研制与试验研究

随着全球技术革新的不断发展,精密零件的工艺性能日益提升,同时对于超精加工的要求也越来越高,尤其是复杂的曲面类零件很难加工。本文针对曲面类零件具有多曲率的特性,研制出能够抛光曲面的新型抛光装置,可以实现曲面类零件高效和高质量的抛光。通过试验研究发现,不同抛光速度和磨料浓度对表面粗糙度、材料去除率及表面质量影响很大,使用新型的装置抛光曲面类零件,工件表面粗糙度可以达到Ra 10nm左右,达到了镜面的效果。