【摘 要】
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聚焦离子束溅射刻蚀工艺是微机电系统应用中的重要工艺。其在亚微米/纳米尺度可以进行高精度的器件结构加工,表面处理,器件检测,器件修补与调整等一系列功能。然而在实际应用中,其复杂的物理过程,动态的设备环境变化均会对实际加工结果产生重要的影响。本研究以聚焦离子束溅射刻蚀工艺为研究对象,将实验研究、理论分析研究、工艺模型研究、以及实际应用相结合,最终建立起聚焦离子束溅射刻蚀工艺模型,并将之应用于工艺设计与
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聚焦离子束溅射刻蚀工艺是微机电系统应用中的重要工艺。其在亚微米/纳米尺度可以进行高精度的器件结构加工,表面处理,器件检测,器件修补与调整等一系列功能。然而在实际应用中,其复杂的物理过程,动态的设备环境变化均会对实际加工结果产生重要的影响。本研究以聚焦离子束溅射刻蚀工艺为研究对象,将实验研究、理论分析研究、工艺模型研究、以及实际应用相结合,最终建立起聚焦离子束溅射刻蚀工艺模型,并将之应用于工艺设计与参数设计优化中。研究首先开展了工艺问题及工艺效应的实验设计、研究与研究。以单像素线扫描为代表的单像素加工
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生物体组织微环境中的一些生物物质(如活性氧物质和酶等)涉及各种生理过程,具有重要的作用。此外,生物体内微环境的酸碱性对正常的生命活动也起着重要作用。生物物质的含量发生改变或细胞的微环境发生酸化都可能会导致疾病的产生和发展。因此,开发出能够对这些重要生物物质及酸性微环境进行实时检测和成像的方法具有重要意义。光学成像(荧光成像)方法因为具有较小的侵入性和高灵敏度等优点在生命科学领域具有重要应用前景。在
通常来说,影响齿轮传动性能的因素有材料、热处理、制造精度、润滑状态及啮合齿面等。其中,啮合齿面是动力变换的直接作用面,是影响齿轮传动性能的关键因素。而传统的渐开线齿轮传动、圆柱蜗杆传动及锥齿轮传动等都是以曲面共轭原理为基础发展而来。基于这一原理,国内外现已建立了从共轭齿面求解到齿面性质分析的较为系统、全面的体系。但是生产和科学技术的发展使得现有齿轮传动逐渐难以满足更高传动性能的要求,尽管众多学者从
交错轴渐开线变厚齿轮传动的接触类型在理论上为点接触,导致齿轮副齿面间的滑动速度大,从而使齿轮副易磨损,承载能力低,虽然通过近似线接触齿面设计可以有效增加接触区域,提高交错轴变厚齿轮副的承载能力、使用寿命和可靠性。但是近似线接触设计条件比较苛刻,且实现近似线接触的齿轮副对安装误差较为敏感。为此,论文从刀具修形的角度,对变厚齿轮的齿面进行优化设计,将滚削加工理论、轮齿接触分析与动态响应分析结合起来,对
分度机构是印刷、包装等轻工机械的核心部件之一。在分度传动机构中,分度凸轮机构因其良好的运动特性逐步替代了槽轮机构等间歇传动机构,市场需求日益增加。圆柱分度凸轮机构结构简单、加工成本较低,但由于该机构存在横越冲击问题,而导致运动速度低、传动精度差。随着自动机械运动精度和生产效率的提升,分度凸轮机构的精度、运动速度、传动平稳性等要求也相应地有所提高。此情况下,圆柱分度凸轮机构更难满足需求,逐渐被弧面分
当代面临的能源和环境问题要求尽可能地减少润滑油的用量。限量供油润滑,也就是用有限量的供油达到理想的润滑效果,需要对限量供油润滑的特性进行系统和全面的研究。已有的限量供油润滑的基础知识大都来自乏油的点接触弹性流体动压润滑的研究。然而,在工业应用中面接触摩擦副普遍存在,相关的限量供油润滑的研究缺失。本文基于实验室自行开发的面接触润滑油膜测量系统,从实验和理论两个方面,研究了限量供油条件下面接触的润滑特
限量供油润滑提倡使用尽量少的润滑油实现零部件的有效润滑,它不仅减少环境污染和资源浪费,也满足精密机械部件设计中低能耗和低温升的需求。实现限量供油润滑需要对润滑点进行高效精准的供油。本文围绕限量供油润滑,研究了油滴供油条件下的弹流润滑油膜的新特征;从理论和实验两方面对面接触润滑的油膜承载机制及摩擦力进行了分析;聚焦于梯度功能表面对液体的定向驱动,设计制备了不同的自集油增强表面,在抗磨减摩、提高油膜承
得益于近年来微纳制造加工技术的飞速发展,微纳机械振子的制作工艺与实验技术不断取得突破。由于其形式多样,微纳机械振子系统有着良好的可扩展性和兼容性,在物理、化学、生物等多个领域有着广泛的应用,各种量子-机械振子杂化系统也逐渐成为近年来的研究热门。可以预见的是,这一类杂化系统在未来的量子信息技术中心中会起到重要的桥梁作用。除此之外,对这类杂化系统的深入探索也将进一步地推动精密测量、人工超材料、量子力学
随着社会生产力的提升和科技的飞速进步,机械系统向着高速、高精度方向发展,由此带来的多维振动问题也日益显著。多维振动将严重影响精密车载仪器、航天卫星、车载担架等设备的精度和寿命,因此对于多维振动的研究已成为当前振动领域的前沿和热点问题。传统的多维减振装置为多层叠加的单自由度被动隔振系统,结构复杂、制造成本高且难以实现低频隔振。传统多维主动隔振系统售价高昂,且存在失电不能正常工作的风险。本文提出一种4
微梁和微板是微机电系统的基础功能构件。微系统的性能依赖于微梁和微板的力学和力电耦合特性。微尺度下，构件力学和力电耦合特性具有尺寸依赖性。经典理论不含长度参数，无法描述尺寸效应。应变梯度理论被提出来刻画尺寸效应，并被广泛用于建立微梁和微板尺寸效应理论模型。学者们应用简化理论分析了局部层合微梁、微板的力电响应。简化应变梯度理论由于仅包含部分应变梯度的影响，低估了局部层合微梁、微板力学和力电耦合特性的尺
扇形板是一类回转机械结构,包括环扇形板和圆扇形板,广泛用于航空、航天、交通和矿用机械等工程技术领域的快速换向机构、平衡机构以及振动破碎机构中。扇形板在旋转工作状态下由于离心惯性力、工作环境温度和几何装配精度等的影响,容易出现传动不稳定和运动失稳现象而影响机械结构的正常运转,因此,对扇形板的动力学特性进行深入研究具有重要的理论意义和工程意义。然而,在回转机械结构的横向振动特性研究领域,更多的成果体现