本文關(guān)鍵詞：應(yīng)變式薄膜微傳感器的制備與性能表征的試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：精密、超精密加工技術(shù)的不斷發(fā)展,要求切削力測量傳感器及系統(tǒng)微小化、高精度、高分辨率、高響應(yīng)、實時性等。研制高精度、能適應(yīng)惡劣環(huán)境測量壓力要求的薄膜電阻測力傳感器具有廣闊的應(yīng)用前景和良好的社會效益�；贛EMS技術(shù),在刀具內(nèi)嵌入薄膜微傳感器用于測量切削力,可以直接反映刀具的工作情況,具有準(zhǔn)確、有效、可靠性高等特點。為研制出性能優(yōu)良適用于高溫等惡劣環(huán)境的切削力測量用合金薄膜傳感器,結(jié)合新型合金薄膜材料的基本性能,與離子束、磁控濺射技術(shù)進行新型薄膜傳感器的設(shè)計與制作。本文在對薄膜傳感器的測力原理進行分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種嵌入刀具的薄膜測力傳感器,利用仿真軟件對其基本測量性能進行了仿真研究,并根據(jù)研究結(jié)果對傳感器進行了相應(yīng)改進,結(jié)合成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)其無線監(jiān)測。利用壓阻與應(yīng)變效應(yīng)制作設(shè)計了一種新型NiCr合金薄膜傳感器,分析了其測量原理,設(shè)計了多種薄膜傳感器制作方案,選擇硅片、載玻片、鈦合金、Ni80Cr20、氮化硅等材料進行傳感器的制作。對金屬基底的加工方法進行了研究,并根據(jù)加工效果選擇了最佳的基底材料鈦合金。就本底真空度、起輝氣體流量、起輝氣體濺射壓強、設(shè)備濺射功率等因素進行了不同參數(shù)的單因素與正交試驗,測量試驗平均濺射速率等因素后,選定了一組最佳濺射工作參數(shù)用于制作薄膜傳感器。利用最佳制作工藝參數(shù)濺射制備了切削力測量用薄膜傳感器,測試分析了其各項性能,在此基礎(chǔ)上改進制備工藝,進行了靜力學(xué)與單向切削力采集試驗。通過研究材料的基本性能,探討了應(yīng)變式傳感器工作的基本原理,設(shè)計了一種新型的合金薄膜傳感器單元,結(jié)合不同的加工與制備手段探索合格的金屬基底合金薄膜傳感器制作工藝,并結(jié)合試驗手段不斷改進傳感器的性能。
【關(guān)鍵詞】：合金薄膜傳感器 設(shè)計 制備 離子束濺射 無線監(jiān)測系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 課題研究背景目的及意義9-10
• 1.1.1 課題研究背景9-10
• 1.1.2 課題研究目的及意義10
• 1.2 切削測力傳感器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 切削測力儀國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 薄膜制作工藝發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 薄膜傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀15
• 1.2.4 信號無線采集與監(jiān)控的發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.3 本系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題和處理方案17
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容17-19
• 第二章 應(yīng)變式薄膜傳感器設(shè)計及理論分析19-42
• 2.1 應(yīng)變式薄膜傳感器的測量工作原理分析19-23
• 2.2 應(yīng)變式薄膜傳感器的選材、設(shè)計與理論研究23-36
• 2.2.1 薄膜傳感器的選材23-27
• 2.2.2 薄膜傳感器的設(shè)計27-30
• 2.2.3 薄膜傳感器的理論研究30-36
• 2.3 薄膜傳感器制備的影響因素分析36-42
• 第三章 薄膜傳感器的制備及工藝研究42-58
• 3.1 薄膜傳感器的制備方法42-43
• 3.2 基底的制備與選擇43-45
• 3.3 薄膜的制備與表征分析45-54
• 3.3.1 制備方案的單因素試驗及結(jié)果表征46-48
• 3.3.2 制備方案的正交試驗及結(jié)果表征48-49
• 3.3.3 正交試驗結(jié)果的極差分析與方差分析49-53
• 3.3.4 薄膜厚度經(jīng)驗公式53
• 3.3.5 目標(biāo)工藝參數(shù)選擇與薄膜制備53-54
• 3.4 薄膜傳感器制備54-58
• 3.4.1 絕緣層與傳感器薄膜的濺射55-56
• 3.4.2 光刻工藝56-57
• 3.4.3 沉積保護層封裝57-58
• 第四章 薄膜傳感器的標(biāo)定與試驗研究58-73
• 4.1 薄膜傳感器表征與傳感器優(yōu)化制作58-63
• 4.1.1 尺寸測量58-60
• 4.1.2 傳感器優(yōu)化制備60
• 4.1.3 成分標(biāo)定與表面質(zhì)量測量60-63
• 4.2 靜力學(xué)標(biāo)定試驗63-66
• 4.3 實際切削力采集試驗66-71
• 4.3.1 切削力無線采集與監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計66-68
• 4.3.2 車刀靜力學(xué)加載與切削力測量無線監(jiān)測采集試驗68-71
• 4.4 試驗總結(jié)與改進71-73
• 第五章 總結(jié)73-76
• 5.1 論文的主要工作73-74
• 5.2 主要創(chuàng)新點74
• 5.3 展望74-76
• 參考文獻76-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文81-82
• 致謝82

【參考文獻】

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本文編號：327426