發(fā)布時間：2017-09-17 22:47

  本文關(guān)鍵詞：管內(nèi)壁表面非連續(xù)微結(jié)構(gòu)微細電解加工實驗工藝研究

  更多相關(guān)文章： 表面陣列微結(jié)構(gòu) 微細電解 電化學(xué) 試驗研究

【摘要】：管內(nèi)壁表面非連續(xù)微結(jié)構(gòu)是指在物體內(nèi)表面加工出規(guī)則的微米級大面積陣列微結(jié)構(gòu)。這些表面織構(gòu)具有特定的功能,如導(dǎo)熱性、疏水性等,因此為新型微電子散熱技術(shù)提供了極大保障,促進了電子行業(yè)的極大發(fā)展。微電解加工技術(shù)是加工表面織構(gòu)的重要方法。不同于傳統(tǒng)的機械加工技術(shù),電解加工是陽極(工件)在電解液中以“離子”狀態(tài)發(fā)生溶解,從而達到去除材料,將零件加工成型的一種技術(shù)。由于電解加工過程是以“離子”形式進行,屬于非接觸加工,所以具有不存在機械應(yīng)力,不受材料硬度、強度等性能的限制,工具電極無損耗,適合于批量加工等優(yōu)點,所以電解加工技術(shù)在微細制造領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。針對管內(nèi)壁非連續(xù)微結(jié)構(gòu)的加工工藝要求——加工出深度200-500μm,寬度300-800μm的非連續(xù)微結(jié)構(gòu),并結(jié)合三D打印技術(shù),光刻技術(shù)等對非續(xù)微結(jié)構(gòu)的加工工藝進行了探索。本文主要對管內(nèi)壁非連續(xù)微結(jié)構(gòu)研究的主要指標是：加工深度和加工寬度。因此本文的工藝探索也是圍繞這二個方面進行的。根據(jù)管內(nèi)壁非連續(xù)微結(jié)構(gòu)加工的要求結(jié)合微細電解加工的工藝特點,設(shè)計了滿足微細電解加工所需的實驗平臺和專用的夾具。因為本文是基于靜態(tài)加工的工藝研究,所以實驗室平臺主要是關(guān)于電解液循環(huán)系統(tǒng)的搭建和夾具的設(shè)計。在微細電解加工中,電源的精度直接決定了最終的加工精度,該實驗中采用高精度的Smart Wave SW型號脈沖電源進行加工。采用不同的加工電壓,占空比,脈寬,電解液濃度等參數(shù)條件下進行試驗和比較,研究發(fā)現(xiàn)電壓、占空比、NaN03濃度、、脈沖頻率和電壓波形等參數(shù)對微結(jié)構(gòu)的加工深度和加工寬度有顯著的影響。微結(jié)構(gòu)的加工深度和加工寬度隨NaN03濃度的增大先增加后減小,隨電壓、占空比的增大而增大,脈沖頻率的提高有利于微結(jié)構(gòu)的加工深度增加,加工寬度降低,不同的電壓波形對加工效果影響較大。經(jīng)過大量的實驗探索各加工參數(shù)對電解加工管內(nèi)壁非連續(xù)微結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律,并通過正交性實驗獲得最佳電解加工的工藝方案。
【關(guān)鍵詞】：表面陣列微結(jié)構(gòu) 微細電解 電化學(xué) 試驗研究
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG662
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 緒論13-31
• 1.1 引言13
• 1.2 本課題的研究背景13-14
• 1.3 內(nèi)壁表面微結(jié)構(gòu)加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-22
• 1.3.1 機械加工技術(shù)14-17
• 1.3.2 激光珩磨加工17-19
• 1.3.3 超聲加工技術(shù)19-20
• 1.3.4 微細電解加工20-22
• 1.4 微細電解加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀22-29
• 1.4.1 掩膜微細電解加工技術(shù)22-23
• 1.4.2 脈沖微細電解加工技術(shù)23-25
• 1.4.3 微細電解電射流加工技術(shù)25-26
• 1.4.4 微細電解線切割技術(shù)26-28
• 1.4.5 其他電解加工技術(shù)28-29
• 1.5 本課題的研究概述29-31
• 1.5.1 研究的目的和意義29-30
• 1.5.2 課題來源30
• 1.5.3 課題的研究內(nèi)容及目標30-31
• 第二章 微細電解加工中若干基礎(chǔ)問題的研究31-42
• 2.1 電解加工的相關(guān)理論31-37
• 2.1.1 電解加工基本原理31-32
• 2.1.2 電解加工的特點32
• 2.1.3 電極電位的形成32-33
• 2.1.4 陽極極化曲線33-35
• 2.1.5 法拉第定律35-37
• 2.2 電解加工參數(shù)的特性37-40
• 2.3 高頻窄脈沖電解加工40-42
• 第三章 管內(nèi)壁表面非連續(xù)微結(jié)構(gòu)電解加工試驗系統(tǒng)42-60
• 3.1 螺旋電極微細電解加工實驗42
• 3.2 螺旋電極微細電解加工試驗系統(tǒng)介紹42-46
• 3.2.1 電解加工電源43-44
• 3.2.2 電解液循環(huán)系統(tǒng)44-45
• 3.2.3 管內(nèi)壁非連續(xù)微結(jié)構(gòu)檢測設(shè)備45-46
• 3.3 多線螺旋電極的制備46-55
• 3.3.1 多線螺旋電極的介紹46
• 3.3.2 基于多線螺旋電極的電解流場研究46-52
• 3.3.3 工具電極的制備52-55
• 3.4 實驗夾具的設(shè)計55-57
• 3.5 陽極工件的選擇57-58
• 3.6 密封裝置的設(shè)計58-60
• 第四章 多線螺旋電極電解加工方案及可行性驗證60-67
• 4.1 掩膜多線螺旋電極電解加工工藝研究60-62
• 4.1.1 掩膜單線螺旋電極的電解加工工藝研究60-61
• 4.1.2 掩膜多線螺旋電極的電解加工工藝研究61-62
• 4.2 三D打印的多線螺旋電極電解加工工藝研究62-64
• 4.3 機械加工的多線螺旋電極電解加工工藝研究64-67
• 第五章 多線螺旋電極電解加工實驗研究67-84
• 5.1 電解液濃度對加工深度和加工寬度的影響67-70
• 5.1.1 NaNO_3濃度對加工深度的影響68-69
• 5.1.2 NaNO_3濃度對加工寬度的影響69-70
• 5.2 電壓對加工深度和加工寬度的影響70-73
• 5.2.1 電壓對加工深度的影響71-72
• 5.2.2 電壓對加工寬度的影響72-73
• 5.3 占空比對加工深度的影響73-77
• 5.3.1 占空比對加工深度的影響74-76
• 5.3.2 占空比對加工寬度的影響76-77
• 5.4 脈沖頻率對加工深度的影響77-80
• 5.4.1 脈沖頻率對加工深度的影響78-79
• 5.4.2 脈沖頻率對加工寬度的影響79-80
• 5.5 電解加工的正交試驗80-82
• 5.5.1 正交試驗參數(shù)的選定81
• 5.5.2 正交試驗及結(jié)果分析81-82
• 5.5.3 實驗結(jié)果的驗證及分析82
• 5.6 本章小結(jié)82-84
• 結(jié)論與展望84-86
• 參考文獻86-95
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與申請專利95-97
• 致謝97

【參考文獻】

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本文編號：871845