【CN109551374A】基于电荷尖端聚集效应的静电可控磨粒流加工方法【专利】
基于SPM的纳米电刻蚀加工实验和机理研究
基于SPM的纳米电刻蚀加工实验和机理研究一、概述随着纳米科技的飞速发展，纳米级别的材料加工和制造技术已成为科学研究和技术创新的热点领域。
纳米电刻蚀加工，作为一种精密的纳米制造技术，其在微电子、纳米器件、生物医疗等领域的应用前景广阔。
基于扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscope, SPM）的纳米电刻蚀加工技术，因其具有高精度、高可控性和高灵活性等特点，受到了广泛关注。
SPM技术，包括扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope, STM）、原子力显微镜（Atomic Force Microscope, AFM）等，它们能够实现对纳米尺度材料的直接观察和操作。
在纳米电刻蚀加工中，SPM技术能够精确控制电场分布，实现对材料表面的纳米级刻蚀，从而制备出具有特定形状和功能的纳米结构。
本研究旨在通过实验和机理研究，深入探索基于SPM的纳米电刻蚀加工技术的操作原理、影响因素及其优化方法。
通过实验，我们将研究不同材料在纳米电刻蚀加工过程中的响应特性，分析电场分布、刻蚀速率等关键参数的变化规律。
同时，结合理论分析和模拟计算，我们将深入探讨纳米电刻蚀加工的机理，为进一步提高加工精度和效率提供理论依据。
本研究不仅有助于推动纳米电刻蚀加工技术的发展，还有望为相关领域提供新的技术解决方案，促进纳米科技与产业应用的深度融合。
1. 纳米电刻蚀加工技术的背景和意义纳米电刻蚀加工技术，作为一种先进的微纳制造技术，近年来受到了广泛的关注和研究。
随着科技的快速发展，微纳米尺度上的加工技术已成为众多领域，如电子、通信、生物医学、航空航天等的关键支撑技术。
纳米电刻蚀加工技术以其高精度、高效率、高灵活性等特点，为微纳米制造领域提供了新的解决方案。
纳米电刻蚀加工技术主要利用电场作用下的物理或化学过程，对材料表面进行纳米尺度的去除或改性，从而实现对材料表面的精确加工。
这种加工技术不仅可以在各种导电材料上进行加工，还可以应用于非导电材料，通过引入适当的辅助手段，如等离子体增强等，实现对非导电材料的有效加工。
【CN109920659A】一种基于电子动态调控高精度加工微型超级电容器的方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910205926.7(22)申请日 2019.03.19(71)申请人 北京理工大学地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人 姜澜 许晨阳 李欣 (74)专利代理机构 北京理工正阳知识产权代理事务所(普通合伙) 11639代理人 唐华(51)Int.Cl.H01G 11/84(2013.01)B23K 26/36(2014.01)(54)发明名称一种基于电子动态调控高精度加工微型超级电容器的方法(57)摘要本发明涉及一种基于电子动态调控相变控制高精度加工二硫化钼微型超级电容器的方法，属于微纳米制造领域。
本发明包括如下步骤：(1)通过飞秒激光时域整形脉冲序列聚焦到置于基底表面上的重堆叠金属相二硫化钼薄膜，同时控制飞秒激光脉冲序列的加工路线与加工参数，可加工出满足预设使用需求的二硫化钼微型超级电容器图案；(2)在已加工好的二硫化钼图案上滴涂上能够使得离子传输的有机/无机/离子溶液，并静置12小时，得到组装好的高精度二硫化钼微型超级电容器。
对比现有技术，本发明具有高精度、高性能、工艺简单、灵活可控等优点。
权利要求书2页 说明书5页 附图4页CN 109920659 A 2019.06.21C N 109920659A权 利 要 求 书1/2页CN 109920659 A1.一种基于电子动态调控相变控制高精度加工二硫化钼微型超级电容器的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：搭建飞秒激光时域整形系统；步骤二：通过飞秒激光时域整形系统将脉冲序列激光聚焦到基底表面上的二硫化钼重堆叠薄膜上，并根据使用需求中需要的精度和位置，控制飞秒激光脉冲序列的加工参数和加工位置，从而控制相变区域的大小，进而加工出满足预设需求的二硫化钼微型超级电容器图案，得到具有图案化的二硫化钼微型超级电容；步骤三：在步骤二中加工好的二硫化钼微型电容器上滴涂能够实现离子转移的电解质溶液，并静止12小时，使其充分浸入微型电容器，得到组装好的二硫化钼微型超级电容器。
均一球形微米级粒子制备技术的研究进展_董伟
均一球形微米级粒子制备技术的研究进展Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｎｏ－ｓｉｚｅｄＳｐｈｅｒｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ董 伟１，２，李 颖１，２，付一凡１，２，谭 毅１，２（１大连理工大学材料科学与工程学院，辽宁大连１１６０２４；２辽宁省太阳能光伏系统重点实验室，辽宁大连１１６０２４）ＤＯＮＧ Ｗｅｉ １，２，ＬＩ Ｙｉｎｇ１，２，ＦＵ Ｙｉ－ｆａｎ１，２，ＴＡＮ Ｙｉ １，２（１Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｄａｌｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ １１６０２４，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ ＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＳｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｄａｌｉａｎ １１６０２４，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）摘要：综述了均一球形微米级粒子的几种重要制备方法，包括切丝或打孔重熔法、雾化法、均匀液滴喷射法以及脉冲小孔喷射法等，介绍了各类制备方法的原理、特点、应用、存在的问题及发展趋势等相关的研究现状，并综合指出各类方法产生液滴的冷却凝固行为，从而通过比较分析，得到脉冲小孔喷射法制备的微粒子具有圆球度高、粒子尺寸均匀、粒径可控、热履历一致等优良特点，尤其对于高温或功能粒子的制备方面，该方法具有不可替代的作用。
关键词：球形微米级粒子；制备技术；均匀液滴喷射法；脉冲小孔喷射法中图分类号：ＴＢ３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－４３８１（２０１２）０９－００９２－０７Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｐａｐｅｒ ｒｅｖｉｅｗｓ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｆｅａｔｕｒｅｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄｓ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｍｉｃｒｏ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓｃｕｔｔｉｎｇ，ｐｕｎｃｈｉｎｇ－ｒｅｍｅｌｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ，ｕｎｉｆｏｒｍ－ｄｒｏｐｌｅｔ ｓｐｒａｙ ｍｅｔｈｏｄ（ＵＤＳ）ａｎｄ ｐｕｌｓａｔｅｄｏｒｉｆｉｃｅ ｅｊｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ（ＰＯＥＭ）．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｄｒｏｐｌｅｔｓ ｉｓ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｉｎ ｓｕｍｍａｒｙ，ＰＯＥＭ ｉｓ ａ ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｉｄｅｎｔｉｃａｌ ｓｉｚｅ，ｈｉｇｈｓｐｈｅｒｉｃｉｔｙ，ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｈｉｓｔｏｒｙ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｉｎ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｐａｒ－ｔｉｃｌｅｓ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｍｅｌｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｍｉｃｒｏ ｐａｒｔｉｃｌｅ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｕｎｉｆｏｒｍ－ｄｒｏｐｌｅｔ ｓｐｒａｙ ｍｅｔｈｏｄ；ｐｕｌｓａｔｅｄ ｏｒ－ｉｆｉｃｅ ｅｊｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ 粉末是由大量的粉末颗粒组成的一种分散体系，其中的颗粒彼此可以分离，或者说，粉末是由大量的尺寸小于１ｍｍ的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。
磨粒在线监测装置及其试验研究
磨粒在线监测装置及其试验研究张海聪;刘同冈;李林宁;邱先明【摘要】针对磨粒在线监测方案实施复杂、抗干扰能力差等问题,设计了一种基于磁场力测量的快速磨粒监测装置.对该装置磁场中的磨粒进行了运动学分析,并利用MATLAB求得了磨粒沉积轨迹的数值解.在此基础上,试验研究了磁场强度、油液黏度及输送速度对磨粒沉积的影响,并对监测装置的线性度、相关性、重复性、定量误差、灵敏度和磨粒捕捉范围进行了测试.结果表明:该磨粒在线监测装置性能稳定,符合监测要求,能够有效地捕捉粒度大于10μm的铁磁性磨粒,可实现对设备初期故障的快速预报.%A fast on-line monitoring device was developed for wear particle monitoring based on magnetic field forces,which solved the problems of complex implementation and poor anti-interference performances of traditional methods.The effects of magnetic field strength,oil viscosity and flow velocity on particle deposition were studied.The linearity,relevance,repeatability,quantitative error,sensitivity and capture range of the monitoring device were tested based on kinematic analysis of wear particles in the magnetic fields and numerical solutions of motion traces of wear particles by MATLAB.The results show that the device may effectively capture ferromagnetic particles with size larger than 10μm,which is stably and satisfies the demands of on-line monitoring,and then achieves rapid prediction of the initial mechanical faults of the equipment.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2018(029)001【总页数】6页(P30-35)【关键词】油液分析;磨粒监测;在线监测;故障诊断【作者】张海聪;刘同冈;李林宁;邱先明【作者单位】中国矿业大学机电工程学院,徐州,221116;中国矿业大学机电工程学院,徐州,221116;中国矿业大学机电工程学院,徐州,221116;中国矿业大学机电工程学院,徐州,221116【正文语种】中文【中图分类】TH1170 引言油液分析技术是机械故障诊断的重要方法之一[1]，磨粒监测作为一种与磨损直接相关的油液分析技术，它能及时有效地捕捉和跟踪设备的状态信息，把握其运行的趋势，在失效前对故障进行准确的诊断[2]。
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代理人 吴秉中
(51)Int .Cl . B24C 1/08(2006 .01) B24C 9/00(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109551374 A (43)申请公布日 2019.04.02
( 54 )发明 名称 基于电 荷尖端聚 集效应的 静电 可控磨粒流
权利要求书2页 说明书5页 附图4页
Байду номын сангаас
CN 109551374 A
CN 109551374 A
权 利 要 求 书
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1 .一基于电荷尖端聚集效应的静电可控磨粒流加工方法，其特征在于：包括如下步骤： 第一步 ：利 用负压配模方式 ，使工件 (2) 通固定于负压配模系统 (18) 上 ，负压配模系统 (18)内部安装压力反馈传感器(18) ，通过压力反馈传感器(18)实现在线检测及解决重复安 装定位问题，通过负压吸附工件(2)底面，而工件(2)置于负压配模系统(18)中，负压配模系 统(18)解决边缘接触压力突变不可控，材料去除不均匀的问题，解决其边缘效应； 第二步 ：将负压配模系统 (18) 放置在磨粒流收集箱 (12) 内 ，旋转驱动装置通过穿过磨 粒流收集箱(12) 底部的旋转轴(21)连接负压配模系统 (18) ，完成架工作台上抛光系统的架 设； 第三步 ：结合静电 感应原理 和库伦定律 ，使以 非电 解 质为载体的 磨粒流经过高 压静电 场后磨粒带电 ，利用静电感应原理使经过高压静电发生器(1)的磨粒携带一定的电荷，并通 过加工喷头喷洒到工件 (2) 上 ；由 于不同 粒径的 磨粒经过 相同的静电 场后具有不同的电 荷 量 ，利用荷电 颗粒振动引起的凝聚与扩散现象 ，细颗粒带电 量较多时被大颗粒排斥 ，因此不 同粒径的颗粒会存在速度差异现象 ，实现磨粒流中掺杂的大粒径颗粒与小粒径颗粒分离 ， 减小大颗粒 与工件 (2) 表面发生碰撞的 概率 ，从而使作 用于工件 (2) 的 磨粒粒径均匀性更 好，并减小大粒径磨粒在加工中产生的负面影响； 第四步 ：在工件 (2) 表面施加电 场 ，通过电 荷尖端聚集效应 ，改变带负电 荷磨粒在带正 电 荷工件 (2) 表面撞击区域的分布特征 ，增加磨粒对工件 (2) 微观表面波峰的 撞击概率 ，加 速工件(2)表面波峰的去除。由于工件(2)表面外加电场的存在也提高了带电磨粒整体与工 件(2)表面撞击的概率，提高了磨粒在加工过程中的有效参与率； 第五步：调节脉动调控装置(11)的X轴直线模组和Z轴直线模组使加工喷头朝向适合的 加工位置，在利用脉动调控装置(11)的脉动旋转装置采用脉动方式进行摆动频率和摆角幅 度 周期性变化的转动 ，通过对脉动频率和摆动角度的 调控改变加工喷头的方向 ，得到作 用 于工件(2)的最优抛光交变力； 第六步：通过磨粒流循环系统收集磨粒，磨粒流收集箱(12)中的磨粒先通过过滤器，再 通过搅拌装置送入加压泵，再次被送入静电发生器，进行循环利用磨粒对工件(2)表面进行 均匀性去除 ，直至完成工件 (2)的 加工。 2 .根据权利要求1所述的一基于电荷尖端聚集效应的静电可控磨粒流加工方法，其采 用的设备为基于电 荷尖端聚集效应的静电 可控磨粒流加工系统 ，其特征在于 ：包括磨粒流 收集箱(12)、电场发生器、高压静电发生器(1)、脉动调控装置(11)、配模吸附平台(3)、控制 系统(6)、加工喷头(10)、旋转驱动装置和磨粒流循环系统，配模吸附平台(3)设置在磨粒流 收集箱 (12) 内 ，工件 (2) 通过配模吸附 平台 (3)的吸附 作用固定在配模吸附 平台 (3) 上 ，加工 喷 头 (10) 设置在工件 (2) 上方且加工喷 头 (10) 固定在脉动调控装置 (11) 上 ，高压静电 发生 器(1)固定在加工喷头(10)上用于对经过加工喷头(10)的磨粒流施加静电 ，脉动调控装置 (11)调节加工喷头(10)和高压静电发生器(1)在水平和竖直方向上的位置以及驱动加工喷 头(10)以脉动方式进行转动；磨粒流收集箱(12)通过管道(16)与磨粒流循环系统连接并性 成磨粒循环，电场发生器为外接设备且电场发生器在工件(2)表面产生均匀电场；旋转驱动 装置通过穿过磨粒流收集箱(12)的转动轴(21)连接配模吸附平台(3)并带动配模吸附平台 (3)的转动； 所述配模吸附平台(3)包括上端盖(13)、下底座(14)、负压发生器(5)和气管(15) ，上端
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910077013 .1
(22)申请日 2019 .01 .27
(71)申请人 浙江工业大学 地址 310014 浙江省杭州市下城区朝晖六 区潮王路18号
(72)发明人 蔡东海 金明生 王扬渝 屠立群 齐欢 陈珍珍
加工方法 ( 57 )摘要
本发明公开了一 种基于电 荷尖端聚 集效 应 的静电可控磨粒流加工方法，将非电解质为载体 的磨粒流经过高压静电场后磨粒带电 ，实现磨粒 在流场中的分布可控，减小磨粒粒度不均及大粒 径磨粒在加工中产生的 负面影响 ；再在工件表面 施加电 场 ，通过电 荷尖端聚集效应 ，改 变带负电 荷磨粒在带正电 荷工件表面撞击区域的 分布特 征 ，增加磨粒对工件微观表面波峰的 撞击概率 ， 加速工件表面波峰的去除 ，再结合脉动方式 ，使 磨粒流入射角度进行周期性摆动，通过对脉动频 率和摆动角度的有效调控，得到作用于工件的最 优抛光交变力，保证高效去除前提下的高质量表 面的获得。
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权 利 要 求 书
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盖(13)固定在下底座(14)上方，上端盖(13) 和下底座(14)之间形成密封的气腔，上端盖 (13)上设置有用于放置工件(2)的凹槽，凹槽的底面均布多个与气腔相连通的吸附孔(17) ， 下端盖上设置有出气口，负压发生器(5)通过气管(15)连接下底座(14)上的出气口(20) ，负 压发生器(5)工作时通过气管(15)将气腔内的空气抽走，进而将工件(2)吸附在上端盖(13) 的凹槽上；