本学位论文以约束刻蚀剂层技术(Confined Etchant Layer Technique，CELT)为研究对象，根据其技术原理与特点提出一种大面积加工的新方法。本论文根据方法要求，设计开发了一台具有微纳米精度的高性能综合加工系统，在该系统基础上，深入研究了CELT与刀具机械运动耦合进行运动加工，并对加工过程进行有限元模拟分析，主要研究成果如下:　　首先，开发研制了具有微纳米精度、能够进行大范围运动的电化学微纳加工平台。运动系统采用宏微复合定位策略，其中宏动平台采用五相步进电机配合C3磨制级高精度滚珠丝杠导轨作为传动机构以实现高分辨率运动保证其稳定性和负载能力。微动平台由压电陶瓷驱动器、柔性铰链机构和应变片式位移传感器(SGS)构成。对其闭环和开环工作条件进行测试，其定位分辨率小于1nm。提出了一种基于微纳米精度变形检测的微力传感器技术，通过刀具与工件接触时的微变形检测模板与基底间的微接触力，能够可靠地检测刀具与基底的接触零点，以便对刀具和基底的有效距离进行控制。对于旋转运动加工，选择高精度、稳定性好的气浮旋转平台，以对旋转运动进行硬件保障。设计仪器平台的电气控制系统，包括电路滤波器以稳定电压条件，时间继电器防止220V电源在短时间内频繁开闭对气浮转台控制器造成损害，气压开关保证仪器工作过程气压过低时及时断电，以保证气浮转台的安全，同时包括空气开关和急停开关在紧急情况下断电，保护仪器、刀具和工件。　　在扫描电化学显微镜(Scanning electrochemical microscopy，SECM)中，基底调平对于高质量的渐进曲线、成像和微纳米阵列构建极其重要;另外，在CELT耦合刀具机械运动加工中刀具的水平度对于加工的均一性和刀具基底的保护也具有重要的意义。因此，本论文根据基于扫描电化学显微镜电流反馈模式原理提出了一种新型高效的调平方法。当针尖微纳电极与基底一定距离时，针尖表面电化学反应电流与针尖-基底距离有关，因此可以根据针尖电流大小反推针尖基底距离，并据此对基底水平度进行调整。该方法与传统千分表调平方法相比具有快速、高效、精度高、集成度高等优势。经过有限元模拟和简单的理论分析，讨论基底反应对调平精度的影响。经过实验研究表明，该方法能够用于一般均匀基底和较复杂基底（表面具有周期性变化）的水平度调节。　　本论文对基于约束刻蚀剂层技术耦合刀具机械运动加工进行了相关研究。设计制作了一维或准一维线性刀具（具有较大的长宽比），选择砷化镓(n-GaAs，以下简称GaAs)单晶片为加工对象。电化学加工体系以Br-为刻蚀剂前驱体，胱氨酸(L-Cystine)为约束剂，硫酸(H2SO4)为支持电解质。首先，对刀具在静态条件下加工GaAs的表面形貌进行研究，发现加工后GaAs基底轮廓为“中间高，边缘低”的牙状，并讨论了不同加工参数（加工时间，刀具-基底距离约束剂浓度等）对最终加工结果的影响。另外，在刀具相对于基底直线运动和旋转运动条件下对基底进行大面积加工，并讨论工艺参数对加工结果的影响。最后，采用有限元方法，耦合物质扩散模型、层流模型和变形几何模型对加工过程进行模拟仿真，模拟结果与实验结果具较好的对应，并假定基底为复杂化学反应，解释了刀具静态加工时基底出现“中间高，边缘低”的原因。尝试建立有限元加工模型对不同参数加工结果进行预测。