多维微驱动器纳米定位系统的研究

本文论述了在有多维微驱动器定位系统中，应用PID和FUZZY联合控制的方式解决定 位中存在的速度调节与系统振荡的矛盾；应用坐标变换方式解决多维定位系统中的干涉现象 ；以及在实际系统中，采用直线电机与微驱动器联合驱动的硬件构架，并配以上述控制策略 ，对定位系统进行粗定位和微定位，最终实现大范围和高精度的定位系统.     

镁合金表面Ti—TiN复合镀层的阴极多弧离子制备与表征

表面强化、耐蚀处理对镁及其合金的应用至关重要。采用阴极多弧离子镀膜技术，在AZ91C镁合金基底上首次成功镀制了强结合力的以Ti为过渡层的TiN复合膜层，并利用高分辨扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、CSM显微划痕测试等技术对复合膜层的形貌、组织结构及性能进行分析研究。结果表明，采用适当的多弧离子镀膜工艺，能在经恰当预处理方法处理的镁舍金基底上制备性能良好的TiN膜。膜层均匀、致密，膜基结合力达130mN以上，复合硬度达500HV左右（AZ91镁合金基底125HV）。此外中性盐雾强化实验表明，经该方法处理后的镁合金在ASTM-B117标准测试条件下，腐蚀速度明显降低，经过200h后，表面无明显腐蚀现象。真空多弧离子镀膜技术有望在镁合金表面防护领域得到应用。     

纳米压印光刻模具制作技术研究进展及其发展趋势

模具是纳米压印光刻(Nanoimprint lithography,NIL)与传统光学光刻工艺最大的区别所在,模具作为压印特征的初始载体直接决定着压印图型的质量,要实现高质量的压印复型,必须要有高质量的压印模具。不同于传统光学光刻使用的掩模(4X),纳米压印光刻使用的是1X模版,它在模具制作、检查和修复技术面临更大挑战。当前,模具的制作已经成为NIL最大的技术瓶颈,而且随着纳米压印光刻研究的日益深入以及应用领域的不断扩大,NIL模具的制造将变的越来越重要并面临着更加严峻的挑战。因此,模具的制造已经成为当前纳米压印光刻一个最重要的研究热点,纳米压印光刻发展的历史也是压印模具不断发展创新的历史。综述了当前国内外各种纳米压印光刻模具制作技术研究进展,并指出三维模具、大面积模具和高分辨率模具的制作、模具缺陷的检查和修复是当前及其将来最迫切的需求、最主要的研究热点和挑战。     

电场诱导微结构图形化形成机理及常温制备工艺

利用液体薄膜表面热扰动造成的表面张力失稳特性,提出一种常温条件下的非接触式电场诱导聚合物图形化技术.采用Navier-Stokes方程和线性稳定分析理论建立了薄膜流体的电场诱导力学模型,阐明了电场诱导过程中微结构的形成机理和周期特性,并详细分析了微结构的成长因数.采用低黏度紫外光固化型聚合物作为图形化材料,在常温条件进行了电场诱导成形实验研究,实验结果证明了电场诱导成形在常温条件下应用于紫外光固化型聚合物的可行性.在导电的掺杂硅片基底上以匀胶方式制备0.8μm厚的紫外光固化型聚合物薄膜,使用平整的导电玻璃作为无图形模板.在基底和模板间施加25 V的直流电压进行电场诱导成形实验,获得了平均中心间距为37.6μm,平均直径为24.8μm的大面积周期性柱状结构.将基底和模板间的电压提高至30 V,周期性柱状结构的中心间距降低为30.8μm,平均直径降低为18.5μm.另外,采用理论模型对诱导成形过程中的诱导时间、成形特点和图型特征等要素进行了详细的分析,并提出了获得高精度、快速电场诱导图形化的工艺参数优化方案.     

滚压印圆柱母光栅的微刻划制造

精密长光栅作为高档数控机床中的核心部件,其制造能力和精度直接决定高精密机床的制造水平．本文对纳米滚压印技术制造长光栅中的核心部件——圆柱母光栅的制造开展研究,建立了高精度的母光栅刻划制造平台,保证了母光栅制造的精度要求;分析了微尺度毛刺的形成机理和抑制方法,对母光栅材料选择及微尺度刻划工艺参数进行了优化,实现了直径110mm,周期分别为20μm、10μm和4μm整圈圆柱母光栅的高精度微刻划制造．母光栅刻划总条数为数万条,4μm周期母光栅连续刻划时间超过62h,最终实现母光栅的首尾拼接误差控制小于300mm．另外,针对滚压印加工中的填充问题,利用聚焦离子束（FIB）技术制备了V形、梯形等形状金刚石刀具,获得了良好的光栅压印结果．     

微细加工中的快速复型研究

论述了在集成电路和微电子机械微细制造中的光刻技术,为了实现0.1μm甚至更小特征尺寸的光刻而采用的快速复型技术;这种技术吸收了电子束光刻和压印光刻的优点,同时又弥补了它们各自相应的缺点和不足,解决了光刻环节中光刻速度与特征尺寸小的矛盾,实现了大面积、快速、低成本和高精度的微细加工。     

车站计算机监测系统（DCMS）的研究与设计

本文从工程实际出发,以与计算机联锁系统（DCI）联合运行的车站计算机监测系统（DCMS）的研究设计为工程背景,全面分析了工程实际需求和各种功能指标,给出DCMS的总体结构设计和整个系统的可靠性分析。     

分步式压印光刻研究

针对微纳制造中光刻环节的光衍射限制，讨论了可能成为下一代光刻技术路线的压印光刻。通过对比热压印、微接触转印及常温压印的技术特点，设计了一套低成本、结构简单的紫外光固化常温压印光刻机构。其大行程纳米级定位、纳米级下压系统消除了压印过程中的机构热变形误差、驱动间隙、蠕动误差等，具有分步式纳米级驱动多场压印及纳米级下压加载能力，可实现多次重复高保真图形复制。     

AZ91C镁合金表面Ti-TiN复合镀层的阴极多弧离子镀法制备与表征

采用阴极多弧离子镀膜技术,在AZ91C镁合金基底上首次成功镀制了结合力强的以Ti为过渡层的TiN复合膜层,并利用高分辨扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、显微划痕测试等技术对复合膜层的形貌、组织结构及性能进行分析研究。结果表明,采用多弧离子镀膜工艺,能在经过恰当预处理的镁合金基底上制备出性能良好的TiN膜,膜层均匀、致密,膜基结合力达130 mN以上,复合硬度达500 HV左右(AZ91镁合金基底为125 HV)。此外中性盐雾强化实验表明,经该方法处理后的镁合金在ASTM-B117标准测试条件下,腐蚀速率明显降低,经过200 h后,表面无明显腐蚀现象。真空多弧离子镀膜技术有望在镁合金表面防护领域得到应用。