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。     

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。     

SPM技术在碳纤维结构研究上的应用

简单介绍了系列扫描探针显微镜（SPM）的性能、原理及其应用,重点综述了SPM尤其是扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）在碳纤维结构研究领域中的应用。     

SPM三维纳米级微定位的研究

介绍了一种三维纳米级微定位系统。该系统可用于各种扫描探针显微镜（ＳＰＭ）探针和样品的微定位,探针可在样品表面１０ｍｍ×１０ｍｍ区域内定位,重复定位精度小于１００ｎｍ,在高度方向,探针可 顺利地进入样品表面１０ｎｍ区域内。     

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。     

外加电压对AFM阳极氧化加工的作用机理

利用原子力显微镜AFM进行阳极氧化纳米刻蚀加工的实质是电场作用下发生的电化学反应,外加电压是影响氧化加工的最重要的因素。在氧化加工过程中,外加电压存在着阈值。分析了电压的大小、类型对氧化物的结构和生长速率产生的具体影响,偏压的提高可以获得较厚的氧化物,氧化速率随氧化层厚度下降,而调节电压脉冲峰值、周期、频率可以增强氧化物的生长速率,提高氧化物的纵横比。说明通过控制电压可以控制实现对氧化过程的控制,而交流脉冲电压对阳极氧化加工最为有利。     

基于AFM的Si纳米结构的加工

介绍了通过使用原子力显微镜,在H钝化Si(100)的表面局部阳极氧化反应的表面氧化图案上刻写的纳米级Si结构加工。这种氧化图形可被用作Si的可选择性蚀刻工艺的掩膜。带有临界特性的小到30nm的边门Si场效应晶体管也通过这种方法加工。     

开放式SPM控制系统的设计与实现

本文设计并实现了一种新的扫描探针显微镜的开放式控制系统。该控制系统设计了灵活开放的总线接口，并对电路模块进行了优化，采取了一系列抗干扰措施，从而使之具备了接口开放、稳定性高等优点，特别适合于个性化的科学研究。本文所采用的开放式设计思想及总线接口的具体实现，对SPM的结构改进及商品化有一定的参考价值。     

微纳表面结构加工技术研究

综述了在微纳加工领域的最新技术发展一软刻蚀技术（soft lithography）和扫描探针刻蚀技术（scanning probe lithography），其中着重描述了软刻蚀技术中的复制模塑技术（replica molding，REM）和扫描探针刻蚀技术中的电致刻蚀加工技术，阐述了它们各自的加工原理和特点，并应用这些技术制作出一些周期性微纳织构表面。     

车辆发动机悬架系统现状与进展

理想的发动机悬架系统应隔离发动机工作转速范围内由发动机干扰力所引起的发动机振动，并阻止由冲击而激起的发动机弹跳，这意味着发动机悬架的动态刚度和阻尼是与频率和振幅有关的，改善依赖于频率和振幅特性的动态刚度与阻尼是发动机悬架系统发展的关键所在。传统的弹性悬架不能满足所有的要求，它仅能在静偏转和隔振之间进行折衷，特别在低频域，被动的液压悬架能比弹性悬架提供更好的特性，通常半主动技术，由于其可调性而被用来进一步改善液压悬架的特性，为了隔振、低频时主动发动机悬架系统非常硬，而在高频域内被调整的非常软，主动的发动机悬架已被认为是发动机悬架的新一代，发动机悬架系统的优化是相当可取的，但发动机悬架的优化工作出现一些局限性，文中综述国内，外发动机悬架技术的现状与进展。     

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。     

基于原子力显微镜和分子动力学的纳米压痕技术研究

利用原子力显微镜对真空蒸发镀膜技术制得的单晶铜薄膜试件进行了纳米压痕试验。通过进行各种压痕深度下的试验,获得了压痕深度对试件力学性能的影响关系。试验得到的试件弹性模量为67.0 GPa±6.9 GPa。试件的硬度值随着压痕深度的减小而不断增大,表现出强烈的尺寸效应。在原子力显微镜试验的同时,使用分子动力学仿真方法对单晶铜薄膜的纳米压痕过程进行了研究。仿真结果表明单晶铜薄膜的纳米压痕的力学机理不是位错在晶体中运动产生的塑性变形,而是非晶态产生的变形,从而解释了尺寸效应产生的原因。     

FEATURE EXTRACTION OF BONES AND SKIN BASED ON ULTRASONIC SCANNING

In the prosthetic socket design,aimed at the high cost and radiation deficiency caused by CT scanning which is a routine technique to obtain the cross-sectional image of the residual limb,a new ultrasonic scanning method is developed to acquire the bones and skin contours of the residual limb.Using a pig fore-leg as the scanning object,an overlapping algorithm is designed to reconstruct the 2D cross-sectional image,the contours of the bone and skin are extracted using edge detection algorithm and the 3D model of the pig fore-leg is reconstructed by using reverse engineering technology.The results of checking the accuracy of the image by scanning a cylinder work pieces show that the extracted contours of the cylinder are quite close to the standard circumference.So it is feasible to get the contours of bones and skin by ultrasonic scanning.The ultrasonic scanning system featuring no radiation and low cost is a kind of new means of cross section scanning for medical images.     

基于单脉冲放电的钨微细电极快速成形方法及其应用研究

在传统电火花加工的基础上,通过单脉冲放电方式,在钨细线电极的端部瞬时成形出一个微米级的微细电极。运用试验研究详尽分析了各主要加工参数,如电极材料、加工极性、工作液介质、放电持续时间和峰值电流等对微细电极的成形影响,得出了微细电极瞬时成形的基本规律。此外,在试验的基础上对微细电极成形的机理进行了初步探讨,并对成形后的电极进行了能谱分析。通过本方法可以在直径0.125 mm的钨丝端部瞬间得到长350 μm,直径30 μm左右的微细电极,用该电极成功地完成了多个微米级微细孔的加工。微细电极的尖端半径约为100 nm,可作为扫描仪器和检测仪器的微细探针。极大地提高了微细电极或探针的成形效率,有望成为微细电极和微细探针制备的有力手段之一。     

螺接搭接件的力学特性试验及三维有限元分析

在考虑螺栓与孔壁间的非线性接触、摩擦、干涉配合和螺栓预紧力等因素影响的基础上,利用非线性有限元软件MSC.Marc构建螺接搭接件的三维有限元分析模型.数值模拟结果与试验结果的对比表明,文中所建三维模型能有效地模拟搭接件的表面应变、载荷传递和第三弯矩等三维力学特性,同时搭接件的三维应力、应变特性及干涉配合和螺栓预紧力对载荷传递比的影响规律也进行了讨论,计算结果和结论可作为该类结构损伤容限设计的参考依据.     

基于产品生命周期的绿色制造技术研究现状与展望

绿色制造是实现生态工业和社会可持续发展的关键技术,正在引起人们的高度重视。绿色制造要求在产品的设计和制造过程中考虑产品的整个生命周期,从而实现产品全生命周期对环境的负面影响最小,资源利用率最高。本文在综合大量文献和已有研究的基础上,系统地总结了基于产品全生命周期的绿色制造的概念、方法和工具,以及目前该领域的主要研究方向、技术和研究现状,并指出了今后研究的方向和趋势。     

基于MATLAB与EXCEL联合编程开发掘进机截割头设计新方法

采用Matlab与Excel联合编程开发了纵轴式掘进机截割头辅助设计软件,根据掘进工作面的赋存条件,通过输入截割头必要的运动学参数,便可自动生成对应的截齿排列图、载荷曲线和切削图等,获取截割头形状、叶片头数及截齿排列方式和钻进速度与截割功率、截割比能耗、截割阻力、切削面积之间的参数关系,为截割头设计及优化提供了一种新方法。以EBZ220型掘进机为工程对象,对截割头形状、叶片头数、截齿排布和钻进速度进行设计并选择最优方案,显现了软件的普适性。