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进展

扫描探针显微镜(SPM)使人们不仅可以观察到物质表面的微观形貌,还可以在微纳米尺度上对样品表面进行加工,这种方法有可能成为未来微纳米器件的主要制作方法,成为推动人类科学和技术发展的新动力。主要介绍基于SPM的三种纳米加工方法:单原子操纵法、阳极氧化法和机械刻蚀法。详细阐述了各自的原理、特点及发展状况,并指出阳极氧化法是目前最有可能应用在实际生产制造中的加工方法,而机械刻蚀法则不仅可以作为纳米加工的手段,还可以应用于纳米加工机理方面的研究。     

大气状态下SPM纳米加工系统的开发

对现有的商业化SPM进行了一些必要的改造，使其适合于扫描探针加工的要求。讨论了在DI公司多功能SPM基础上开发纳米加工系统的可能性，并提供了一套完整的信号施加，过程监测和环境控制的方法，实现了矢量式的纳米氧化加工，得取了30nm宽的氧化结构，为下一步进行纳米电子器件的构建奠定了基础。     

大气状态下STM电场加工机理分析

扫描探针显微镜（SPM）家族的拓展始于扫描隧道显微镜（STM）,它的发明使人类能够真正获得物质表面在原子尺度上的局域电子结构,并可揭示与之对应的原子结构,基于SPM的纳米加工技术同样是从STM开始的,本文主要介绍大气状态下STM在Au和Ti表面的电场加工结果,并对其作用机理进行较深入分析,确定表面结构的生成为准接触和电场诱导氧化的综合作用。     

用于纳米级三维表面形貌及微小尺寸测量的原子力显微镜

SPM是在纳米尺度上进行测量的重要的测量仪器之一,随着SPM进入工业测量领域,SPM的校准、量值溯源和测量不确定度分析已经成为SPM能够作为计量仪器使用的关键所在.文章论述了一种计量型原子力显微镜的构成、校准以及在国际比对中的应用.     

《中国机械工程》2003年总目次

机械科学月球车驱动系统密封副加速寿命试 验研究机械系统的运动传递与变换矩阵分 析方法反求工程中复杂曲面测量规划研究耐磨气固两相流离心风机的理论研 究与开发液压恒压网络功率完备匹配的结构 条件及其控制方案的研究变薄拉深中回弹分析与实验研究大气状态下SPM纳米加工系     

纳米操作加工过程定位检测问题研究

微纳米操作、加工、检测和控制在各个领域获得广泛的研究和应用,在微纳米层次上进行原位、定位的操作、检测、加工是经常遇到的问题。扫描探针显微镜技术(Scanningprobemicroscope,SPM)提供强有力的工具,人们利用其不同类型的针尖与相应样品表面产生的化学或物理作用达到目的。但扫描探针显微镜针尖同时用于检测、加工和成像,会因为针尖磨损、状态的改变,影响检测信息的准确性、可靠性,直接影响结果的判定。本文提出一种在微操作加工过程的定位检测技术,即操作过程工具和探针承担不同任务,工具负责加工操作,探针用于检测并定位于操作加工位置,进行了实验并分析讨论定位过程相关问题。     

高速高精度SPM研究现状及发展趋势

如何实现高速高精度的扫描探针显微镜（SPM）扫描已经成为国际上研究的一个热点问题,扫描器动态响应性能的好坏、控制算法的优化以及电子学系统的设计等,都将影响SPM的扫描速度和精度。本文介绍了SPM在半导体工业检测和生物检测等应用中的不足,归纳了国际上对高速SPM研究的主要研究成果,分析了各个研究方法的特点和不足,对实现高速SPM扫描的主要问题进行了概括总结。     

SPM适配器在风机上的安装

本文对纳米级测量技术作了简要的概述，详细介绍了SPM适配器的规格及在风机上的安装。     

加入到JIT中来

定单刚一到达,加工工作就可以立即开始:刀具已安装完毕,程序已经编制成功只需要一个按键就可以开始运行,工件毛坯已经准备就绪,所需要的只是一声"开工"命令的下达.这种场景是位于Illinois的Schultes Precision Manching(SPM)车间工作情况的真实写照.该公司成立于1964年,是一个家族企业,它通过将加工方法建立在客户的需求基础之上,成功地在加工行业中取得一席之地.像其他企业一样,SPM公司也经历了从短期加工和样板加工为核心发展到以提供增值服务的长期加工业务为主的过程.     

微纳米生物制造技术的基础研究

叙述采用生物加工方法实现微纳米材料、微纳米器件、微纳米系统制造的技术体系。介绍微纳米生物加工的最新进展 ,展望生物加工领域的未来发展趋势。     

扫描探针显微镜的隔振技术研究

扫描探针显微镜(SPM)等超精密加工与检测仪器容易受到外界环境微小振动等干扰,致使仪器在通常条件下无法达到要求的指标.为此,结合主动隔振和被动隔振振技术研究对外界微小振动扰动有效隔离方法.以本原纳米仪器有限公司制作的CSPM4000扫描探针显微镜作为实验对象进行试验,探讨利用主动隔振系统来降低超精密仪器对于外部试验环境的苛刻要求,进而改善超精密仪器的试验性能.实验结果显示隔振试验装置具有较好的隔振效果.可满足使用要求.     

现代超精密加工机床的发展及对策

随着现代科技的发展应用,对零件的加工精度要求也从微米级提升到亚微米级、纳米级。超精密加工技术是实现这一目标的重要途径,其发展程度体现了一个国家制造技术的发展水平。超精密加工方法主要有传统的切削、磨削加工方法,还有利用声、光、电等能源对料进行加工和处理的方法,以及综合了多种加工方法的复合加工方法,目前,占主要地位的仍是传统的加工万法。     

在SPM通用平台上自己开发组装扫描探针显微镜

SPM通用平台是一套扫描探针显微镜开发工具系统，它提供了一种开发生产SPM新的思路和方法。使SPM成为通用、开放、兼容的仪器体系。本文介绍了SPM通用平台的原理、指标和在其上扩展扫描隧道显微镜、原子力显微镜等功能模块的方法，以及智能型SPM通用平台的研究思路。希望与相关领域的专家开展合作。     

纳米加工和材料去除机理研究

针对钠米技术、微型机械在未来工程应用中对纳米级加工的要求,提出将扫描探针显微镜的技术和原理应用于纳米机械加工过程,实现纳米量级加工的可控性和加工结果的可观察性。给出了采用该方法进行纳米切削加工的试验结果,表明这一方法具有稳定、可靠的微加工性能。观察结果显示了材料去除加工的微观过程,被去除材料在刃前发生剪切变形前,与之约成90°的前刀面方向上切屑已充分变形。     

单晶石英表面低损伤的摩擦诱导纳米加工研究

正本论文主要研究石英表面低损伤的摩擦诱导纳米加工方法。首先,石英屈服前摩擦表面可直接形成纳米凸起结构,据此提出石英表面摩擦诱导直接加工方法。凸结构机械性能与基体接近,但化学稳定性降低。为进一步减少加工损伤,根据摩擦区域石英材料可被KOH溶液选择性去除的现象,提出了石英表面摩擦诱导选择性刻蚀加工方法。研究表明摩擦化学作用可显著降低摩擦诱导加工损伤,改善所加工结构的性能。文中阐明了扫描参数(载荷、扫描次数、扫描速度)和刻蚀温度对所提     

采用AFM研究单晶硅纳米加工特性

为获得AFM金刚石微探针在纳米尺度上加工脆性材料的加工特性,在AFM系统上对单晶硅表面进行了刻划、加工实验.实验结果与宏观车削加工结果进行了对比,得出在纳米尺度上进行的加工属塑性域加工.采用AFM金刚石微探针加工硅表面的加工质量主要受材料残留高度和形成的切屑在已加工表面的粘结两个因素影响.验证了AFM作为一种加工工具,受其刻划方向的影响,可以很容易地实现纳米量级材料的去除,得到厚度为数个纳米的切屑.     

基于分子动力学的微纳米切削模拟研究进展

随着微纳米技术的发展,已经进入到微纳米科技时代,但微纳米加工领域的进一步发展却在一定程度上受到微纳米加工技术以及对微纳米加工机理缺乏认识的限制,随着微纳米加工尺度的减小,微纳米加工试验也越来越困难,现有的基于连续介质力学和剪切模型的理论分析方法已不能适用,而采用分子动力学模拟方法却能克服这些困难.通过分析国内外基于分子动力学微纳米切削加工模拟的研究现状,探讨了其研究现状的不足及未来发展的方向.     

欢迎赐稿Frontiers of Mechanical Engineering(机械工程前沿)“超精密加工”专栏

<正>20世纪60年代为了适应核能、大规模集成电路、激光和航天等尖端技术的需要而发展起来的精度极高的一种加工技术。到80年代初,其最高加工尺寸精度已可达10纳米级,表面粗糙度达1纳米,加工的最小尺寸达1微米,正在向纳米级加工尺寸精度的目标前进。超精密加工是处于发展中的跨学科综合技术。出于航天、国防等尖端技术发展的需要,超精密加工技术主要用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人     

纳米流体应用于机械加工领域的研究进展

纳米流体是由基础液和纳米粒子组成的一种两相悬浮液,具有优良的热传导性能和摩擦学性能,在切削加工领域具有良好的应用前景。介绍了纳米流体的制备方法和相关性能,综述了纳米流体在车、铣、磨等切削加工方法中的典型应用案例,讨论了加工过程中纳米颗粒的切削加工机理以及在实际应用中的关键技术问题,展望了纳米流体的应用于切削加工的发展趋势,探讨了解决相关问题的思路。总结发现,与传统切削液相比,纳米流体在切削加工过程中可以显著降低切削区域温度和切削力;另外,由于纳米颗粒在切削区域的滚动、修补和抛光等效应,还能降低刀具磨损和提高工件的表面质量。