碳化硅晶须增强铝复合材料的精密切削研究

对挤压铸造法制造的碳化硅晶须增强铝复合材料(SiCw/Al)进行的精密切削研究结果发现;一方面这种复合材料对刀具磨损较为严重;另一方面复合材料切削表面质量主要取决于进给速度,随进给速度提高,复合材料表面质量下降。研究还发现由于复合材料切削过程中特殊的金属去除机制,使复合材料切削表面均产生残余压应力。     

天然金刚石砂轮修整器的耐磨性及其定向方法

该文分析了金刚石修整器的不同磨损机理,认为:精修时使用金刚石的难磨方向,以增加其耐磨性;粗修时使用好磨方向,以增加其抗冲击能力,这样可提高寿命100～300%,文中并给出了对各种规则金刚石晶体晶角的目测定向方法。     

大型超精密机床导轨卸荷系统结构设计与测试

设计制造了一种新型的,适用于大型超精密机床的导轨卸荷系统.分析了卸荷系统中弹簧数量对卸荷系统性能的影响,并设计了连接卸荷浮板与导轨负荷的卸荷弹簧机构用于精确调整卸荷量的大小,并测试了卸荷弹簧的刚度.设计了卸荷浮板结构并对其在不同供气压力下的气膜厚度、气膜刚度与承载能力进行了计算,设计并校核了卸荷梁.用单尺反转法,测试了卸荷系统作用下的主导轨直线度精度,当卸荷量为1 200 kg时,主导轨直线度为0.375μm/600mm;在卸荷系统作用下,该机床加工出了φ1000 mm的铝件,表面粗糙度Ra达到了12 nm.实验结果表明,本文设计的卸荷系统机构,能够保证超精密机床主导轨达到高精度的直线度要求.     

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。     

超精密空气静压主轴静态性能的数值分析

为了对超精密空气静压主轴静态性能进行数值分析，利用有限元法求解空气静压轴承内的压力分布，计算径向和止推轴承的承载、刚度和供气流量。研究轴承参数对轴承静态性能的影响，提出空气静压轴承的设计准则。推导出精密主轴承载、径向刚度、轴向刚度和角刚度的计算公式。实验证明数值分析是正确的。     

光学脆性材料的金刚石切削加工

重点对脆性材料的超精密研磨、抛光加工技术及超精密磨削加工技术和超精密切削加工技术进行了分析研究。分析表明,硬脆材料光学元件主要应进行超精密研磨、抛光及超精密磨削加工;软脆材料光学元件主要应进行金刚石切削加工。对软脆材料金刚石切削进行了试验设计,指出了光学脆性材料的金刚石切削加工过程不同于金属加工过程,通过控制切削条件可以实现脆性材料塑性域加工,提高光学脆性材料的表面加工质量。     

碳纳米管原子力显微镜针尖的制作研究

研究在光学显微镜下，运用两个独立的三维工作台分别控制针尖和碳纳米管的位置，将碳纳米管吸附在传统的原子力显微镜针尖上。首先将碳纳米管粘附在导电的胶带上，然后用涂胶的针尖与其接触将碳纳米管粘附到针尖上，最后运用电蚀的方法优化碳纳米管针尖的长度，以达到高分辨率的要求。运用制作的碳纳米管针尖对硅表面的深槽进行成像，获得了传统针尖无法得到的信息。     

AFM的纳米硬度测试与分析

基于原子力显微镜(AFM)和金刚石针尖建立了一套纳米压痕测量系统。通过向系统发送控制电压使金刚石针尖在完成加载和卸载全过程的同时进行实时的数据采集并直接绘出载荷-压深曲线。利用该系统,对单晶铝和单晶铜薄膜材料进行了单点压痕实验,用美国Hysitron公司的纳米原位测量仪(TriboIndenter)做了验证试验。实验结果表明,该系统适合测量较软材料的纳米硬度。分析了基体材料对薄膜硬度和弹性模量的影响,在薄膜厚度低于5~10倍压入深度时,基体对薄膜材料的力学性能影响很大;并根据获得的载荷－压深曲线分析得出由于尺度效应的影响,随着压痕深度的减小,薄膜的硬度值呈明显的上升趋势,弹性模量没有这个趋势。     

模具曲面加工后置处理程序的开发

针对模具工业广泛应用的FANUC数控系统,开发了基于Ⅰ-DEAS软件的后置处理程序,实现了模具曲面的自动编程.文中主要介绍了后置处理程序的编写思路.     

原子力显微镜在分子自组装研究中的应用

原子力显微镜(AFM)以其分辨率高、样品无需特殊制备、实验可在大气环境中进行等优点被广泛应用于分子自组装这种自下而上的微细加工技术的研究中。近年来,随着对自组装行为研究的深入,其应用已由对自组装分子表面几何形貌的观测发展到制备纳米级结构和表征表面其它性能的研究领域。文中在简单介绍AFM及分子自组装优势的基础上,总结了AFM在自组装研究方面的若干新应用,并对其应用前景作出展望。