近些年,隨著科技革命的演進,微機電系統(tǒng)（MEMS）在越來越多的領域和行業(yè)被應用。其中以玻璃為代表的絕緣硬脆材料在MEMS器件中被廣泛使用,但是其硬脆性導致很難用傳統(tǒng)的機械加工工藝對其進行微細加工,限制了其進一步應用。電化學放電加工和皮秒激光加工是近些年發(fā)展起來的能有效對玻璃等材料進行微細加工的特種加工工藝,本文首先分別對電化學放電和皮秒激光加工玻璃進行了理論分析和試驗研究,然后在此基礎上進行了激光預刻蝕輔助電化學放電加工的機理分析和試驗研究,利用激光預刻蝕的方法改善電化學放電加工微通道過程中通道邊緣形貌較差的問題。主要研究內容如下:1.探究了電化學放電加工的機理,主要對在該過程中較為重要的電壓-電流特性和材料蝕除機理進行了理論分析。分別研究了電壓-電流的靜態(tài)特性和動態(tài)特性,對電化學放電加工過程中不同階段的電流形態(tài)進行了闡述,并分析了實際加工中的動態(tài)電流信號。對于材料的去除機理,重點研究了兩種主要的去除方式:材料的熱蝕去除和高溫化學腐蝕去除。對于材料的熱蝕去除,構建了放電過程中的溫度分布模型,通過該模型研究了加工過程中的傳熱機理和滿足材料熔融去除所需的最低溫度;對于材料的高溫化學腐蝕,分... 

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 微機電系統(tǒng)的應用與發(fā)展
    1.2 MEMS器件材料
    1.3 絕緣硬脆材料的加工工藝
        1.3.1 激光加工
        1.3.2 電化學放電加工
        1.3.3 機械磨削加工
        1.3.4 磨料水射流加工
        1.3.5 超聲加工
    1.4 電化學放電加工技術研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.5 激光加工研究現(xiàn)狀
    1.6 課題來源和研究內容
        1.6.1 課題來源
        1.6.2 研究內容
第二章 電化學放電加工原理
    2.1 引言
    2.2 電化學放電加工原理
    2.3 電化學放電電流特性
        2.3.1 電化學放電電流靜態(tài)特性
        2.3.2 電化學放電電流動態(tài)特性
    2.4 材料去除機理
        2.4.1 材料熱蝕去除機理
        2.4.2 材料化學刻蝕機理
    2.5 本章小結
第三章 基于電化學放電的玻璃材料加工試驗研究
    3.1 引言
    3.2 電化學放電微槽加工過程
    3.3 試驗系統(tǒng)及方法
        3.3.1 試驗系統(tǒng)
        3.3.2 試驗方法
    3.4 試驗結果與討論
        3.4.1 加工電壓對微通道寬度和質量的影響
        3.4.2 電源頻率對微通道寬度和質量的影響
        3.4.3 工具電極轉速對微通道寬度和質量的影響
        3.4.4 工具電極進給速度對微通道寬度和質量的影響
    3.5 本章小結
第四章 基于皮秒激光的玻璃材料加工試驗研究
    4.1 引言
    4.2 皮秒激光加工玻璃材料的機理分析
    4.3 試驗裝置及方法
        4.3.1 試驗裝置
        4.3.2 試驗方法
    4.4 試驗結果與討論
        4.4.1 激光平均功率對線槽加工的影響
        4.4.2 激光脈沖頻率對線槽加工的影響
        4.4.3 激光掃描次數(shù)對線槽加工的影響
        4.4.4 激光掃描速度對線槽加工的影響
        4.4.5 不同掃描間距對單層減薄微通道加工的影響
    4.5 本章小結
第五章 激光預刻蝕輔助電化學放電加工機理研究
    5.1 引言
    5.2 加工原理及加工方法
        5.2.1 加工原理
        5.2.2 加工方法
    5.3 試驗結果與分析
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 論文總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]MEMS傳感器的發(fā)展概況[J]. 韓允.  電子產(chǎn)品世界. 2019(01)
[2]MEMS傳感器技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 劉進長,劉振忠,張建.  科技中國. 2018(06)
[3]微細超聲加工研究現(xiàn)狀[J]. 繆興華,汪煒.  航空制造技術. 2017(20)
[4]RF MEMS國內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 焦海龍,趙廣宏,李文博,駱偉,金小鋒.  遙測遙控. 2017(05)
[5]MEMS技術發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢[J]. 秦雷,謝曉瑛,李君龍.  現(xiàn)代防御技術. 2017(04)
[6]基于潤濕供液的電化學放電線切割實驗研究[J]. 李其,蔣毅,趙萬生,石子燦,平雪良.  電加工與模具. 2016(03)
[7]MEMS陀螺技術國內外發(fā)展現(xiàn)狀簡述[J]. 陳尚,張世軍,穆星科,陳永強.  傳感器世界. 2016(04)
[8]微磨料水射流加工技術研究現(xiàn)狀[J]. 李增強,趙佩杰,宋雨軒,孫濤.  納米技術與精密工程. 2016(02)
[9]激光加工技術的應用現(xiàn)狀與未來發(fā)展[J]. 楊立軍.  金屬加工(熱加工). 2016(04)
[10]磨料水射流車削硬脆材料關鍵技術研究[J]. 苗新剛,武美萍,繆小進.  液壓氣動與密封. 2016(02)

博士論文
[1]基于電解電火花效應的硬脆絕緣材料微加工技術[D]. 魏臣雋.上海交通大學 2011
[2]毫秒級脈沖激光輻照脆性材料的熱—力學效應[D]. 劉劍.南京理工大學 2011

碩士論文
[1]基于電化學放電加工工藝的玻璃微細加工研究[D]. 黃磊.江蘇大學 2016
[2]絕緣硬脆材料電化學放電加工關鍵技術研究[D]. 孫艷琪.上海交通大學 2015
[3]基于電化學放電的微細鉆孔加工試驗研究[D]. 李昂子.南京航空航天大學 2013
[4]難導電硬脆材料電化學放電加工機理研究[D]. 于建元.南京航空航天大學 2012
[5]基于裂紋控制法的鈉鈣玻璃YAG激光切割技術研究[D]. 蔡娜.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[6]激光微細加工研究[D]. 曹思維.長春理工大學 2008
[7]脆性材料激光熱應力切割的仿真與路徑控制研究[D]. 畢國麗.浙江大學 2006



本文編號：3726940