SPM用于超精加工领域的重要性及特殊性

讨论了扫描针显微镜作为一种显微工具的优势和不足,介绍了把ＳＰＭ应用于超精密加工检测领域所要注意的问题,指出纳米级加工机理的研究将依赖于ＳＰＭ的复合化及多功能化,只有实现了加工与检测的一体化才能正确评价加工方法及工艺参数的优化选择,从而引导超精密加工的发展。     

脆性材料超精密磨削时脆转变临界条件的研究

以脆性材料的压痕实验为基础,从理论上分析了脆性材料磨削时脆塑转变的临界条件,并利用超精密磨床进行脆性材料的磨削实验。实验结果表明,只有当脆性材料的磨削深度小于其临界磨深时,才能实现脆性材料的塑性域磨削,以获得超光滑的加工表面。     

微纳米加工表面和表层的完整性评价

对近年微纳米表面和表层的完整性评价技术和检测方法作了综合性概述,并且应用现有的高精度现代化测试设备,对超精密加工的硅、锗、玻璃、硬质合金、铝等材料的几种性能进行了实验研究,证明了这些手段和评价方法的可行性。     

碳纳米管原子力显微镜针尖的研究进展

碳纳米管具有很小的半径、较高的纵横比、高的柔软性能、独特的化学结构和确定的电子特性，这一系列性质使得它很适合用作原子力显微镜针尖。针尖的制作原先是手工操作，目前应用较广泛的是化学汽相沉积法（CVD）。这种针尖使朱子力显微镜的分辨率得到很大的提高，纳米操纵能力大大加强。     

基于AFM微加工的单晶硅表层性质的研究

在纳米级材料去除率和极小载荷下 ,利用原子力显微镜 (AFM )对单晶硅进行基于金刚石针尖的微加工 ,并且应用扫描电子显微镜 (SEM )对微加工区域及切屑的元素特征进行分析 ,同时应用能谱仪 (EDS)和X射线光电子能谱仪 (XPS)对加工区域及非加工区域的化学成分组成进行对比分析。通过SEM观察发现无论在微加工区域内部还是在其边缘都不产生微裂纹及断裂破坏。元素分析表明微加工后去除的切屑因为松散且具有很大的自由表面面积所以容易被氧化 ,而加工区域内部的XPS分析结果显示出加工表层有非晶态二氧化硅的产生 ,深度值随加工时垂直载荷的不同在 0 .3～ 0 .4nm之间变化     

轴向载荷作用下的样品微纳米形貌测量装置

为解决材料在受力状态下微观形貌的检测问题,开发了一套原位拉伸实验装置.该装置可以与不同测量设备结合,在样品被拉伸过程中,观察微纳米尺度的形貌变化.对于一个20 mm长的样件,该装置可以实现拉伸的最大应变为400%,最大拉伸力为19.6 N.以薄膜材料为例,观察了样品在受轴向拉伸载荷状态下微米尺度和纳米尺度形貌的变化情况,同时得到了应力-应变曲线.实验结果验证了本装置的可行性.     

大型非球曲面超精密复合加工机床

详细介绍了“大型非球曲面超精密复合加工机床”．该机床具有磨削、铣削、车削等多种加工功能,采用了高精度的FANUC系统,在X横向导轨上设计了独特的卸荷系统,在Z垂直导轨上设计了精确的配重系统,主轴转速为150r／min,可加工最大尺寸为φ1200mm的工件．用高精度的电感测微仪和自准直仪对机床进行了检测,结果表明：其数控系统位置及控制分辨率为0．05μm,主轴回转精度为26nm．最后,用该机床进行了超精密加工试验,经检测,其加工工件的表面粗糙度Ra优于15nm,实现了大型非球曲面的超精密加工．     

评价金刚石刀具各向异性的周期键链模型

金刚石刀具机械研磨时会表现出很强的各向异性,因此寻找合适的模型来定量地描述该各向异性成为亟待解决的问题.通过深入分析金刚石刀具机械研磨的材料去除机理,使用周期键链(PBC)理论建立了定量描述金刚石刀具机械研磨各向异性的PBC模型.然后使用该模型对金刚石晶体的典型单形进行了晶面及其"好磨"和"难磨"方向的判定.在圆弧刃金刚石刀具研磨机上对{100}和{110}晶面进行了研磨实验,{110}晶面沿<100>方向研磨时最大塑性沟槽深度为19.8 nm,<110>方向为5.1 nm;{100}晶面<100>方向为9.8 nm,<110>方向为3.5 nm,与PBC模型的结论完全一致.最后,根据该模型和金刚石刀具使用中的磨损情况得到了优选的刀具晶面组合:前刀面和后刀面均选用{110}晶面.该PBC模型将为金刚石刀具的机械研磨提供有力的技术支持.     

利用PMU测量节点间相角差进行孤岛故障诊断

电力系统的非计划孤岛运行严重影响电力系统运行的稳定性,对含分布式电源的配电网进行实时的孤岛检测,尽量缩短孤岛运行的时间具有重要意义。为了更快、更准确的进行孤岛检测,利用PMU(Phasor Measurement Unit)测得配电网系统侧与微电网接入端相角数据,通过判断计算得到的两节点处的相角差值是否超过设定阈值进行孤岛检测;通过改进PMU频率跟踪DFT(Discrete Fourier Transform)算法,提高了PMU测量数据的测量精度;利用Matlab仿真软件对非计划孤岛运行场景进行仿真分析,验证了文中所提出方法的有效性。     

纳米技术为我国制造业发展带来的新机遇

纳米技术是本世纪发展最快的实用技术之一，它与制造业息息相关。文章从产业革命的角度论述了纳米技术对制造业产生的三方面影响：从宏观制造向微观制造发展；冲击传统的制造方法、工艺和手段；制造过程及零件材料不再单一。同时指出振兴我国制造业的是抓住这次机遇创新工艺及其方法。对此，作为制造业采取多方面的应对策略，包括放正位置、找准目标、加强基础、理工结合、培养人才等，才能不误战机，赶超世界先进水平。