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。     

超精密磨削大型光学非球面元件的研究

介绍了加工大型光学非球面的超精密数控磨削系统，给出了用来生成NC加工软件的加工非球面时砂轮的中心位置的求解模型，在此基础上讨论并给出了由砂轮安装产生的砂轮与工件主轴的偏心误差形成的加工工件面形误差的计算模型，并提出有效的工具路径补偿方法。通过计算机模拟验证了这种补偿方法的可靠性。     

分子动力学在单点金刚石超精密车削机理研究中的应用

介绍了分子动力学模拟的基本原理和算法 ,综述了国外应用分子动力学研究单点金刚石超精密车削机理的进展情况 ,并提出了该领域今后的研究方向     

SiCw/Al复合材料切削表面层中SiC-Al界面观察(英文)

The SiC-Al interface in the cutting surface layer of the squeeze casting SiCw/Al composite was observed by transaction electron microscope (TEM). The results showed that there was a high density dislocation in the aluminium matrix, and the SiC-Al interfaces were not destroied during the cutting processes. It has been proved that the squeeze casting SiCw/Al composites have high interface bonding strength, so it is necessary to study the interface bonding mechanism of the SiCw/Al composite. TEM observation results showed that at the SiC-Al interface in the squeeze casting SiCw/Al composite, no new phases were observed, and no long distance (more than 50nm) mutual diffusion of Si and Al was found. Further analysis     

自适应微动控制器在超精密车床中的应用

超精密数控车床加工精度的提高不仅依赖于数摈装置的运算速度和曲线的拟合精度，同时还依赖于伺服系统的跟踪精度和点位控制精度。现主要讨论一种采用双频激光干涉仪作为位置反馈元件的基于ＰＯＰＯＶ超稳定性理论的自适应微动控制器的设计和实验过程。实验结果表明：采用本伺服控制系统可以使超精密机床的定位精度提高到纳米级。     

应用螺旋理论求解空间行星传动的啮合方程

首次提出了应用螺旋理论解决空间行星传动的啮合理论问题，不用转化机构而直接通过对各传动元件的旋转矢量合成来完成的对啮合方程的求解，并以超环面传动为例，求解了其啮合方程及接触轨迹，最后对计算结果进行了仿真验证。     

单晶铜原子力显微镜加工过程亚表面变形层的分子动力学仿真

建立了原子力显微镜针尖切削单晶铜的三维分子动力学模型,采用嵌入原子势模拟工件原子之间的作用,采用Morse势模拟工件原子和刀具原子之间的作用.研究了工件材料的不同晶向和刀具切削方向、切削速度对工件亚表面变形层深度的影响.引入了原子势能变形判据,通过分析不同变形区域内原子的势能变化判断工件变形程度.观察了不同切削状态下亚表面原子势能的变化,发现工件材料晶向和切削方向对亚表面变形层深度有着显著影响.在切削速度为20～250 m/s范围内,切削速度对亚表面变形层深度没有影响.     

基于AFM纳米硬度测量系统的实验

为了解决用AFM自身压痕软件进行纳米硬度测量时无法直接获得载荷-压深曲线和由于受到扫描陶管扫描范围的限制而进行多点压痕实验范围有限的问题,建立了三维微动工作台和原子力显微镜相结合的纳米压痕硬度测量系统.基于该系统,对单晶薄膜材料进行了单点压痕实验,得出该系统适合进行纳米硬度测量的结论;并对薄膜材料的纳米硬度和弹性模量进行了分析,讨论了尺寸效应对两者的影响.另外,进行了40×40的点阵压痕实验,得到了材料整个压痕面的三维形貌图和三维硬度图.     

轴对称非球面镜超精密加工新方法的几何模型

介绍了轴对称光学非球面镜超精密加工的新方法．超精密金刚石切削加工机床的刀具进给机构通常由直线导轨实现．由于旋转轴与同等精度的直线导轨相比，具有制造难度小、成本低及结构紧凑等优点，所以采用具有快速伺服机构的金刚石刀架摆臂代替直线导轨进给运动方式．根据非球面方程，快速伺服机构的微进给量根据车刀摆角实时计算．快速伺服机构、工件以及金刚石刀具的同时运动，可以实现轴对称非球面的超精密加工．构建了回转进给工具路径、快速伺服机构运动以及相关的几何模型．通过计算机模拟验证了该加工方法的简便与可靠性，可以降低非球面反射镜加工的设备投入，提高生产效率．     

碳纳米管原子力显微镜针尖及其在生物学研究中的应用

碳纳米管是制作原子力显微镜针尖的理想材料，这是由于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，运用碳纳米管针尖成功地获得了免疫球蛋白和单个蛋白分子等的高分辨率结构图像。