基于阻抗控制的硬脆材料阵列微小孔超声加工研究

阐述了基于阻抗的超声加工控制策略,构建了实验平台,并以玻璃、氧化锆等硬脆性材料为对象开展阵列微小孔超声加工研究。实验结果表明:等效阻抗可用来间接反映加工状态,不同材料的等效阻抗阈值的初值不同,且随着孔深的增加,等效阻抗阈值也需适时调整,才能保证加工的稳定。     

液体压力激波发生器试验研究

介绍了基于脉冲超声波聚焦技术的压电陶瓷激波发生器结构和工作原理。建立了以微型计算机为核心的试验测试系统。对激波能量的基本影响因素和控制规律进行了试验研究。研究了声阻抗匹配、电阻抗匹配、前过渡匹配层、电激励波形等影响单元换能器发射脉冲超声波的各项技术。为今后的研究工作提供了理论依据和试验基础。     

纯钛微细群孔的超声辅助光刻电解加工

采用光刻电解技术,可以选用对环境污染影响小、成本较低的腐蚀液,实现难蚀除金属材料的微细阵列结构加工,优于化学腐蚀方法。为克服电解过程中局部产生的热量和析氢造成的腐蚀不均,进行了纯钛（Ti的质量分数为99.6%）微细群孔的超声辅助光刻电解加工试验研究。试验结果表明,超声能显著改善极间工作液的循环,通过合理选择极间距离、电参数和声场参数等工艺条件,可以有效降低表面粗糙度,材料蚀除速率达到30μm/min。

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圆柱锂电池铝极耳超声波点焊工艺研究

超声波点焊技术是一种效率高、可靠性好且绿色环保的固相连接技术,是圆柱锂电池制造工艺的关键技术,但目前关于超声波点焊连接圆柱锂电池极耳和盖帽引片机制的研究较少。结合焊接过程仿真和试验论证,研究了超声波点焊连接电池极耳和盖帽引片的过程,主要分析了焊接压强和焊接时间的影响,及电池循环测试后焊接强度的变化。结果表明,在焊接过程中,其他条件一定时,焊接强度随焊接压强和焊接时间的增大均呈现先增大后减小的趋势。当焊接压强为0.3MPa,焊接时间为0.04 s时,焊接的效果最佳,极耳的最大拉剪为45.8 N;极耳焊接后制造圆柱锂电池,经过循环测试后,最佳工艺参数下焊接的极耳在循环测试后仍能保持较好的焊接质量。     

用脉冲电沉积法制备两类纳米介孔氧化镍电致变色薄膜的研究

采用脉冲电沉积技术在ITO导电玻璃上制备了NiO电致变色薄膜,并用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分析薄膜的结构、形貌和成份,用紫外-可见光分光光度计测试薄膜的光学性能,用循环伏安法测试薄膜的电化学性能,对比研究了Co掺杂对NiO薄膜电致变色性能的影响。结果表明Co掺杂优化了NiO薄膜表面形貌,形成了均匀分布的纳米介孔微结构,从而提高了薄膜电化学活性,同时提高了薄膜的光调制幅度。     

激波辅助纯钛微细群孔光刻电解试验研究

随着微机电系统(MEMS)技术的发展,近年来钛及钛合金的微细群孔加工成为国内外研究的热点。虽然光刻电解加工结合了光刻技术和电解加工两者的优点,可实现高效、高精度金属微细群孔加工。但由于钛及钛合金表面极易钝化,常规电解加工难度很大。采用有机电解液有效地解决了加工过程中的表面钝化问题。此外,为克服电解加工过程中产物难以排出造成的腐蚀不均匀等难题,进行了激波辅助纯钛微细群孔光刻电解试验研究,在厚100μm纯钛薄板上进行了群孔加工,平均孔径为371μm,材料蚀除速率达到35μm/min。实验结果表明,通过激波产生的瞬时压力扰动,能显著改善极间状态,有效提高加工稳定性和表面质量,尺寸一致性好。     

进电方式对太阳能级硅体电阻影响的基础研究

电火花加工太阳能级硅,硅的体电阻是影响加工效率的决定因素,而不同的进电方式会使硅有不同的体电阻.基于欧姆定律的均匀柱形导体电阻公式和电导公式,推导出硅点、线、面等不同进电方式下的体电阻计算公式,发现点接触形式下体电阻与点附近的材料性质、接触形式密切相关,增加线的长度可减小线接触体电阻,而减小材料尺寸是减小面接触体电阻的有效方法.最后用27 V恒压电源伏安法测量硅的通电电流,电阻的计算结果与点-点接触之间的体电阻计算值相符.     

太阳能硅片切割技术的研究

简述了太阳能硅片常用的切割方法及特点,指出电火花线切割由于其适合大厚度、超薄切割等特点,将成为太阳能硅片切割的一个研究热点.但因半导体特殊的电特性,目前常规电火花线切割工艺还不能胜任太阳能硅的切割.研究了太阳能硅材料的放电加工模型,提出了电火花线切割太阳能硅片的思路和工艺方法,并采用改进的脉冲电源首次对电阻率为2.1 Ω*cm的P型太阳能硅进行了切割试验,切割效率大于100 mm2/min.     

硅阵列通孔微细电火花加工试验研究

硅通孔技术是MEMS封装和垂直集成传感器阵列实现电气互联的重要途径之一,采用微细电火花的方法可实现硅通孔加工的高深宽比,并满足表面完整性要求.设计了具有单脉冲检测功能的微能脉冲电源,将厚180 μm、电阻率0.01 Ω·cm N型单晶硅工件倒置在数控微位移平台上,通过微细电火花的方法加工出边长约为200 μm方形硅阵列通孔.该方法加工过程与材料晶向无关、热影响区小、加工精度高,可实现工件电极的微量蚀除和工具电极的少、无损耗,以达到硅通孔的高效、精密、微细和低成本加工.     

模糊控制技术在电火花成形加工过程中的应用

通过对电火花成形机放电状态的分析,提出了利用分析周期内出现异常放电状态时间的比例及开路状态所占时间的比例,来判别电火花成形加工的间隙放电状态及其变化趋势的方法,并在些基础上,利用模糊控制策略实现了对电火花成形加工过程中放电状态的控制,取得了令人满意的效果。