第一篇：鏡面加工技術步驟(Word版)

鏡面加工技朮步驟

加工前準備：

1、機臺：

機器品牌﹕MAKINO;機器型號﹕EDGE2S或EDGE3S粉末加工機;具備功能﹕MGH電源回路;微細加工回路II型;DD回路;特殊介質﹕ MIC SC添加劑

MIC SC濃度控制在2.0克/升。

2、電極：

形狀：一般手機機構件母模型腔;

面積：45mm*45mm;間隙：0.120mm為佳，以便精加工時電極與被加工面之間有充分搖擺空間;

拋光要求：粗中電極拋至2000#砂紙;

精電極拋至鏡面A3為最佳。

1、工件確認：

1.1外觀是否完整，無碰傷、倒角等缺陷;

1.2相關表單是否齊全﹐有無油污等雜物;

1.3模件號、版次、數量是否和聯絡單上一致。

2、EROWA夾頭清潔：

2.1用氣槍輕吹機臺底面夾頭﹐將油污清理干淨;

2.2用干淨的抹布擦拭機臺上、下夾頭的定位面及定位柱;

2.3檢查夾頭工作面有無油污和碰傷;

2.4用干淨的抹布擦拭裝夾工件之托盤或麥司的定位片定位柱;

3、工件架設與對刀：

3.1按照跑位圖架設方向架設工件;

3.2移動機臺X,Y,Z軸至正、負極限﹐確定工件在機臺行程范圍內;

3.3確認工件對刀面是否有毛刺或油污;

3.4將底座150*150型EROWA治具進氣閥關閉;

3.5選用?5.00mm（或者?2.00mm）尋邊器。

4、加工：

4.1注意事項：

4.1.1加工前先測試粉末的濃度﹐以便于控制加工的精度;

4.1.2放電前先將機臺的油槽上下運行10次左右﹐這樣能使油和粉末混和得比較均勻;4.1.3精加工時間不要超過2H﹐否則容易產生“桔皮”;4.1.4油面高于工件30-50mm﹐便于粉末充分流動;4.2粗、中、精加工步驟：

4.2.1將電極在油裡面浸泡1~2分鐘，將附著在電極表面微小雜物浸泡掉;4.2.2對照3D電極圖檔判定電極加工的部位;

4.2.3進行空跑尋模深﹐在多件或多穴的情況下必須保証每件(每穴)都需執行此動作;4.2.4確認加工程式、加工深度、搖擺量及跑位是否正確;4.2.5對照圖檔確認電極加工位置是否正確。4.3加工程序： 4.3.1粗加工程序：

G132Q2A32F3M2R15U30.0;G101Z-0.08R0.08E23I108J10O13L93P1111F10;G113W55X0.00Y0.00Z10.00;

預留量控制在單遍0.025-0.030mm。

4.3.2中加工程序：

G132Q2A32F3M2R15U30.0;G101Z-0.09R0.09E23I109J13O15L93P1111M13U20;G113W55X0.00Y0.00Z10.00;

預留量控制在單遍0.010-0.015mm。

4.3.3精加工程序： G132Q1A2F3P20;G101Z-0.10R0.095E23I112J15O15L93P1111M313U15V20W25;G113W55X0.00Y0.00Z10.00;

無須預留尺寸，直接按理論加工到位。

4.3.4鏡面加工程序：

G132Q1A2F3P10;G101Z-0.105R0.100E29I113J15O15L93P1111M313U20V25W30;G113W55X0.00Y0.00Z10.00;

5、小結：

5.1粉末加工機的濃度調節至2克/升;

5.2優先選用無氧銅﹐采用鏡面拋光處理電極;5.3合理預留余量﹐嚴格控制加工時間;5.4根據型腔選擇最佳的加工模式;5.5根據型腔的形狀來調整S.T.F的長短設定。

第二篇：鏡面數學

教學目標

1．通過照鏡子實踐活動，使學生初步認識鏡面對稱的現象。

2．通過動手操作、合作討論和游戲等活動，加強學生對鏡面對稱現象的感知。3．激發學生對鏡面對稱現象進行探究的好奇心，激勵學生利用生活經驗主動地 探索數學知識。

教學重點： 通過照鏡子實踐活動，建立鏡面對稱現象的表象。教學難點：理解鏡面對稱在鏡面成像時所發生的變化。教具準備：小鏡子，課件。教學過程

一、水面對稱。

1．欣賞“倒影”，激趣導入

多媒體出示：“倒映水中的湖光山色”，即課本第一幅主題圖。讓學生說出主題圖中見到倒影。（山的倒影、樹的倒影、房子的倒影、船的倒影、鵝的倒影……）誰能舉例說明一下倒影的“倒”的意思。（上 下）有沒有發現這也是一種對稱現象？

2、繼續欣賞水面對稱圖片。3．導入鏡子面對稱。師：你們在哪里還見到過類似“映在水中山色”的現象。(鏡子里。多媒體出示：“映在鏡子里的擦桌子的男孩”，)今天，我們就來研究和鏡面有關的數學知識。(板書：鏡子中的數學)你們想知道鏡子中有哪些數學嗎?你們先想一想并提出你最想知道的有關鏡子中的數學問題?

二、鏡面對稱

1、照鏡子體驗。

拿出事先準備好的小鏡子照，做下面動作：（1）用右手摸鼻子，用右手壓住右眼……

（2）換一只手。看看鏡子中的自己做的相應動作。

2、猜測判斷。

（1）左右相換：伸右臂、伸左臂，猜測鏡子中會伸哪只手。讓學生到大屏幕上指一指。

課件演示后得出：右 左 左 右 繼續演示抬右腿、抬左腿。（2）上下一樣。（3）前后一樣。

3、小結，歸納特征

照鏡子時，鏡子外的物體和鏡子內的成像前后、上下——不變，但是左右相反發生變化，這就是鏡面對稱現象。(板書補充課題“鏡子中的數學——鏡面對稱”)與水面對稱作比較。

三、鞏固練習。

1、游戲：教師做鏡外人動作，學生做鏡中人動作。

師：我蹲下。生：我們也蹲下。師：我起立。生：我們也起立。師：我向前走。生：我們也向前走。師：我向后退。生：我們也向后退。師：我左手摸摸耳。生：我們右手摸摸耳。師：我右手拍拍臉。生：我們左手拍拍臉。師：我抬左腳踢踢腿。生：我們抬右腳踢踢腿。師：我抬右腳踢踢腿。生：我們抬左腳踢踢腿。師：

我的左手側平舉。生：我們右手側平舉、……

2、選擇：哪面鏡子是我照的樣子，把它圈出來。

3、照鏡子中的數字。

寫下1—9的數字，用小鏡子照一照，看在鏡子里是什么樣的。以某一數字為例說明對稱?？寸R子中的數字判斷是幾。

四、回顧總結，1．這節課我們學習了鏡面對稱，你們學到什么知識?是怎么學會的?有什么體會 和收獲，有什么疑問要解答? 2．我們可以利用鏡面對稱的現象幫助我們糾正坐姿、站姿、寫字姿勢等。

五、布置作業：

第三篇：食品加工技術

食品加工技術培訓講座

黃國柱

[培養目標]培養能從事食品生產加工、設備操作與維護、生產管理與品質控制、產品開發、工程設計等崗位高素質高級技能型專門人才。

[主要課程] 食品生產技術（焙烤、肉制品、乳制品、飲料、方便休閑、果蔬制品）、食品安全與品質控制、食品生物化學、食品微生物、食品加工原理、專業綜合實訓及畢業實踐等。

[就業趨向]可直接從事食品生產企業的工藝員、技術員、品控員、質檢員、管理員及食品的生產、經營管理、質量監督、技術服務等工作。

食品藥品監督管理

[培養目標]培養掌握食品感官、理化、微生物檢驗技術和質量管理等方面的高素質高級技能型專門人才。

[主要課程]食品理化檢驗技術、儀器分析、食品安全與品質控制、食品質量管理、食品微生物、食品感官評定、專業綜合實訓及畢業實踐等。

[就業趨向] 適合于海關、商檢、衛檢、產品質量監督檢驗所、各類食品生產企事業單位等，從事食品分析與檢驗、質量和安全的監督與管理等工作。

食品營養與檢測（食品營養與保健方向）

[培養目標]培養具備營養健康指導、保健食品生產，能從事營養

保健食品生產操作、技術管理、品質控制與營銷，食品營養與健康服務的高素質高級技能型專門人才。

[主要課程] 基礎營養學、公共營養、特殊人群營養、功能食品生產、食品質量管理、食品生物化學、專業綜合實訓及畢業實踐等。

[就業趨向]從事營養健康指導、營養配餐、保健食品生產、食品質量安全與監督等工作。

食品貯運與營銷

[培養目標]培養掌握農產品貯藏與保鮮、食品質量控制、食品市場營銷、企業經營管理等高素質高級技能型專門人才。

[主要課程]食品貯藏與保鮮、農產品加工技術、食品商品學、市場營銷、食品質量管理、食品包裝學、食品市場調查、專業綜合實訓及畢業實踐等。

[就業趨向]可到各類食品生產企事業單位和食品經營管理部門，從事食品貯藏保鮮、經營管理、產品銷售等工作。

食品生物技術

[培養目標] 培養掌握發酵食品生產與管理、新產品開發與研制、安全檢測、品質控制等方面的高素質高級技能型專門人才。

[主要課程] 食用菌生產技術、酶制劑生產與應用、發酵調味品生產技術、食品理化檢驗技術、食品微生物、專業綜合實訓及畢業實踐等。

[就業趨向]可在食品、商檢、輕化工、衛生防疫、環保等行業從事產品開發、檢疫檢驗、生產與管理等工作。

飼料與動物營養

[培養目標]培養掌握動物營養、飼料生產、動物生產及動物保健的基本知識和基本技能的高素質高級技能型專門人才。

[主要課程] 動物營養學、配合飼料學、飼料企業管理、飼料營銷學、飼料加工工藝與設備、飼料分析與質量檢驗、專業綜合實訓及畢業實踐等。

[就業趨向]可在飼料生產企、事業單位從事生產與管理等工作。

第四篇：激光加工技術

激光加工技術

一、技術概述

激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性對材料（包括金屬與非金屬）進行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一門加工技術。激光加工技術是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學科的一門綜合技術，它的研究范圍一般可分為：

1．激光加工系統。包括激光器、導光系統、加工機床、控制系統及檢測系統。

2．激光加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標、劃線、微調等各種加工工藝。

二、現狀及國內外發展趨勢

作為20世紀科學技術發展的主要標志和現代信息社會光電子技術的支柱之一，激光技術和激光產業的發展受到世界先進國家的高度重視。

激光加工是國外激光應用中最大的項目，也是對傳統產業改造的重要手段，主要是kW級到10kW級CO2激光器和百瓦到千瓦級YAG激光器實現對各種材料的切割、焊接、打孔、刻劃和熱處理等。據1997~1998年的最新激光市場評述和預測，1997年全世界總激光器市場銷售額達32.2億美元，比1996年增長14％，其中材料加工為8.29億美元，醫療應用3億美元，研究領域1.5億美元。1998年總收入預計增長19％，可達到38.2億美元。其中占第一位的材料加工預計超過10億美元，醫用激光器是國外第二大應用。

激光加工應用領域中，CO2激光器以切割和焊接應用最廣，分別占到70％和20％，表面處理則不到10％。而YAG激光器的應用是以焊接、標記（50％）和切割（15％）為主。在美國和歐洲CO2激光器占到了70~80％。我國激光加工中以切割為主的占10％，其中98％以上的CO2激光器，功率在1.5kW~2kW范圍內，而以熱處理為主的約占15％，大多數是進行激光處理汽車發動機的汽缸套。這項技術的經濟性和社會效益都很高，故有很大的市場前景。

在汽車工業中，激光加工技術充分發揮了其先進、快速、靈活地加工特點。如在汽車樣機和小批量生產中大量使用三維激光切割機，不僅節省了樣板及工裝設備，還大大縮短了生產準備周期；激光束在高硬度材料和復雜而彎曲的表面打小孔，速度快而不產生破損；激光焊接在汽車工業中已成為標準工藝，日本Toyota已將激光用于車身面板的焊接，將不同厚度和不同表面涂敷的金屬板焊接在一起，然后再進行沖壓。雖然激光熱處理在國外不如焊接和切割普遍，但在汽車工業中仍應用廣泛，如缸套、曲軸、活塞環、換向器、齒輪等零部件的熱處理。在工業發達國家，激光加工技術和計算機數控技術及柔性制造技術相結合，派生出激光快速成形技術。該項技術不僅可以快速制造模型，而且還可以直接由金屬粉末熔融，制造出金屬模具。

到了80年代，YAG激光器在焊接、切割、打孔和標記等方面發揮了越來越大作用。通常認為YAG激光器切割可以得到好的切割質量和高的切割精度，但在切割速度上受到限制。隨著YAG激光器輸出功率和光束質量的提高而被突破。YAG激光器已開始擠進kw級CO2激光器切割市場。YAG激光器特別適合焊接不允許熱變形和焊接污染的微型器件，如鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等。YAG激光器打孔已發展成為最大的激光加工應用。

目前，國外激光打孔主要應用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業。激光打孔的迅速發展，主要體現在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。打孔峰值功率高達30~50kw，打孔用的脈沖寬度越來越窄，重復頻率越來越高，激光器輸出參數的提高，很大程度上改善了打孔質量，提高了打孔速度，也擴大了打孔的應用范圍。國內目前比較成熟的激光打孔的應用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產及手表寶石軸承的生產中。

目前激光加工技術研究開發的重點可歸納為：

－－新一代工業激光器研究，目前處在技術上的更新時期，其標志是二極管泵浦全固態激光器的發展及應用；

－－精細激光加工，在激光加工應用統計中微細加工1996年只占6％，1997年翻了一倍達12％，1998年已增加到19％；

－－加工系統智能化，系統集成不僅是加工本身，而是帶有實時檢測、反饋處理，隨著專家系統的建立，加工系統智能化已成為必然的發展趨勢。

激光技術在我國經過30多年的發展，取得了上千項科技成果，許多已用于生產實踐，激光加工設備產量平均每年以20％的速度增長，為傳統產業的技術改造、提高產品質量解決了許多問題，如激光毛化纖技術正在寶鋼、本鋼等大型鋼廠推廣，將改變我國汽車覆蓋件的鋼板完全依賴進口的狀態，激光標記機與激光焊接機的質量、功能、價格符合國內目前市場的需求，市場占有率達90％以上。

存在的主要問題：

－－科研成果轉化為商品的能力差，許多有市場前景的成果停留在實驗室的樣機階段；

－－激光加工系統的核心部件激光器的品種少、技術落后、可靠性差。國外不僅二級管泵浦的全固態激光器已用于生產過程中，而且二級管激光器也被應用，而我國二極管泵浦的全固態激光器還處在剛開始研究開發階段。

－－對加工技術的研究少，尤其對精細加工技術的研究更為薄弱，對紫外波激光進行加工的研究進行的極少。

－－激光加工設備的可靠性、安全性、可維修性、配套性較差，難以滿足工業生產的需要。

三、“十五”目標及主要研究內容

1．目標

“十五”的主要工作是促進激光加工產業的發展，保持激光器年產值20％的平均增長率，實現年產值200億元以上；在工業生產應用中普及和推廣加工技術，重點完成電子、汽車、鋼鐵、石油、造船、航空等傳統工業應用激光技術進行改造的示范工程；為信息、材料、生物、能源、空間、海洋等六大高科技領域提供嶄新的激光設備和儀器。

2．主要研究內容

（1）激光加工用大功率CO2和固體激光器及準分子激光器的引進機型研究，提高國產機水平；同時開發和研制專用配套的激光加工機床，提高激光器產品在生產線上穩定運行的周期，力爭在國內建立較全面的加工用激光器的生產基地。

（2）建立激光加工設備參數的檢測手段，并進行方法研究。

（3）激光切割技術研究。對現有的激光切割系統進行二次開發和產業化，提供性能好、價格便宜的2－3軸數控CO2切割機，并開展相應的切割工藝的研究，使該工藝廣泛用于材料加工、汽車、航天及造船等領域。為此應著重在激光器外圍裝置，如：導光系統、過程監測和控制、噴咀、浮動裝置的設計和研制以及CAD／CAM等方面開展工作。

（4）激光焊接技術研究。開展激光焊接工藝及材料、焊接工藝對設備要求及焊接過程參數監測和控制技術研究，從而掌握普通鋼材、有色金屬及特殊鋼材的焊接工藝。

（5）激光表面處理技術研究。開展維CAD／CAM技術、激光表面處理工藝、材料性能及激光表面處理工藝參數監測和控制研究，使激光表面處理工藝能較大幅度的應用于生產。

（6）激光加工光束質量及加工外圍裝置研究。研究各種激光加工工藝對激光光束的質量要求、激光光束和加工質量監控技術，光學系統及加工頭設計和研制。

（7）擇優支持2~3個國家級加工技術研究中心，開展激光加工工藝技術研究，重點是材料表面改性和熱處理方面的研究和推廣應用；開展激光快速成形技術的應用研究，拓寬激光應用領域。

第五篇：納米加工技術

納米加工技術及其應用

江蘇科技大學機械學院

學號：139020021

姓名：原旭全

納米尺度的研究作為一門技術,是80年代剛剛興起的.它所研究的對象是一般研究機構很難涉獵的即非宏觀又非微觀的中間領域,有人稱之為介觀領域.所謂納米技術通常指納米級(0.1nm~l00nm)的材料、設計、制造、測量、控制和產品的技術.納米技術主要包括納米級精度和表面形貌的測量;納米級表層物理、化學、機械性能的檢測;納米級精度的加工和納米級表層的加工一一原子和分子的去除、搬遷和重組;納米材料;納米級微傳感器和控制技術;微型和超微型機械;微型和超微型機電系統;納米生物學等;納米加工技術是納米技術的一個組成部分.納米加工的含義是達到納米級精度(包括納米級尺寸精度,納米級形位精度和納米級表面質量)的加工技術.其原理使用極尖的探針對被測表面掃描(探針和被側表面不接觸),借助納米級的三維位移控制系統測量該表面的三維微觀立體形貌.材料制造技術.著名的諾貝爾獎獲得者Feyneman在20世紀60年代曾預言:如果我們對物體微小規模上的排列加以某種控制的話,我們就能使物體得到大量的異乎尋常的特性,就會看到材料的性能產生豐富的變化.他說的材料即現在的納米材料.納米材料是由納米級的超微粒子經壓實和燒結而成的.它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般為l一100nm.它包括體積份數近似相等的兩部分:一是直徑為幾個或幾十個納米的粒子;二是粒子間的界面.納米材料的兩個重要特征是納米晶粒和由此產生的高濃度晶界.這導致材料的力學性能、磁性、介電性、超導性、光學乃至熱力學性能的改變.如:納米陶瓷由脆性變為100%的延展性,甚至出現超塑性.納米金屬居然有導體變成絕緣體.金屬納米粒子摻雜到化纖制品或紙張中,可大大降低靜電作用.納米Tiq按一定比例加入到化妝品中,可有效遮蔽紫外線.當前納米材料制造方法主要有:氣相法、液相法、放電爆炸法、機械法等.l)氣相法:1熱分解法:金屬撥基化合物在惰性介質(N2或潔凈油)中熱分解,或在H沖激光分解.此方法粒度易控制,適于大規模生產.現在用于Ni、Fe、W、M。等金屬,最細顆?？蛇_3一10nm.o真空

蒸發法:金屬在真空中加熱蒸發后沉積于一轉動圓的流動油面上;可用真空蒸餾使顆粒濃縮.此法平均顆粒度小于10nm.2)液相法:1沉積法:采用各種可溶性的化合物經混合,反應生成不溶解的氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽或有機鹽等沉淀.把過濾后的沉淀物熱分解獲得高強超純細粉.采用此工藝制備出均質的玻璃和陶瓷.由于該法可制備超細(10nm一100nm)、化學組成及形貌均勻的多種單一或復合氧化物粉料.已成為一種重要的超細粉的制備方法.3)放電爆炸法:金屬細絲在充滿惰性氣體的圓筒內瞬間通人大電流而爆炸.此法可制造Mo.W等難熔金屬的超細顆粒(25一350nm),但不能連續操作.4)機械法:利用單質粉末在攪拌球磨(AttritorMill)過程中顆粒與顆粒間和顆粒與球之間的強烈、頻繁的碰撞粉碎.近幾年大量采用攪拌磨,即利用被攪拌棍攪拌的研磨介質之間的研磨,將粉料粉碎粉碎效率比球磨機或振動磨都高.(3)三束加工技術:可用于刻蝕、打孔、切割、焊接、表面處理等.l)電子束加工技術:電子束加工時,被加速的電子將其能量轉化成熱能,以便除去穿透層表面的原子,因此不易得到高精度.但電子束可以聚焦成很小的束斑(巾0.1林m)照射敏感材料.用電子刻蝕,可加工出0.1林m線條寬度.而在制造集成電路中實際應用.2)離子束加工技術:因離子直徑為0.Inm數量級.故可直接將工件表面的原子碰撞出去達到加工的目的.用聚焦的離子束進行刻蝕,可得到精確的形狀和納米級的線條寬度.3)激光束加工技術:激光束中的粒子是光子,光子雖沒有靜止質量,但有較高的能量密度.激光束加工常用YAG激光器認封.06林m)和Cq激光器位一10.63林m).激光束加工不是用光能直接撞擊去掉表面原子,而是光能使材料熔化、汽化后去掉原子.(4)LIGA(Lithographie,Galvanoforming,Abforming)技術.這是最新發展的光刻、電鑄和模鑄的復合微細加工技術.它采用深度同步輻射X射線光刻,可以制造最大高度為1000林m、高寬比為200的立體結構,加工精度可達0.1林m.刻出的圖形側壁陡峭,表面

光滑.加工微型器件可批量復制,加工成本低.目前,在LIGA工藝中再加入犧牲層的方法,使加工出的微器件一部分可脫離母體而能轉動或移動.這在制造微型電動機或其他驅動器時極為有用.LIGA技術對微型機械是非常有用的工藝方法.1與常規精加工的比較

納米級加工中.工件表面的原子和分子是直接加工的對象.即需切斷原子間的結合.納米加工實際已到了加工的極限.而常規的精加工欲控制切斷原子間的結合是無能為力的,其局限性在于: l)高精度加工工件時,切削量應盡量小而常規的切削和磨削加工,要達到納米級切除量,切削刀具的刀刃鈍圓半徑必須是納米級,研磨磨料也必須是超細微粉.目前對納米級刃口半徑還無法直接測量.2)工藝系統的誤差復映到工件,工藝系統的受力/熱變形、振動、工件裝夾等都將影響工件精度.3)即使檢測手段和補償原理正確,加工誤差的補償也是有限的.4)加工過程中存在不穩定因素.如切削熱,環境變化及振動等.由此可見.傳統的切削/磨削方法,一方面由于加工方法的局限或由于加工機床精度所限,顯示出在納米加工領域應用裕度不足.另一方面,由于科技產業迅猛發展,加工技術的極限不斷受到挑戰.有研究表明,磨削可獲得o.35nm的表面粗糙度,但對如何實現穩定、可靠的納米機加工以及觀察研究材料微加工過程力學性能則始終受到實驗手段的限制.因此納米機加工必須尋求新的途徑即直接用光子、電子、離子等基本粒子進行加工.例如,用電子束光刻加工超大規模集成電路.2.微納米加工技術的分類

自人類發明工具以來,加工是人類生產活動的主要內容之一.所謂加工是運用各種工具將原材料改造成為具有某種用途的形狀.一提到加工,人們自然會聯想到機械加工.機械加工是將某種原材料經過切削或模壓形成最基本的部件,然后將多個基本部件裝配成一個復雜的系統.某些機械加工也可以稱為微納米加工.因為就其加工精度而言,某些現代磨削或拋光加工的精度可以達到微米或納米量級.但本文所討論的微納米加工技術是指加工形成的部件或結構本身的尺寸在微米或納米量級.微納米加工技術是一項涵蓋門類廣泛并且不斷發展中的技術.在2004年國際微納米工程年會上,曾有人總結出多達60種微納米加工方法.可見實現微納米結構與器件的方法是多樣的.本文不可能將所有微納米加工技術一一介紹.對這些加工技術的詳細介紹目前已有專著出版.筆者在此僅將已開發出的微納米加工技術歸納為三種類型作概括性的介紹

（1）平面工藝

以平面工藝為基礎的微納米加工是與傳統機械加工概念完全不同的加工技術.圖1描繪了平面工藝的基本步驟.平面工藝依賴于光刻(lithography)技術.首先將一層光敏物質感光,通過顯影使感光層受到輻射的部分或未受到輻射的部分留在基底材料表面,它代表了設計的圖案.然后通過材料沉積或腐蝕將感光層的圖案轉移到基底材料表面.通過多層曝光,腐蝕或沉積,復雜的微納米結構可以從基底材料上構筑起來.這些圖案的曝光可以通過光學掩投影實現,也可以通過直接掃描激光束,電子束或離子束實現.腐蝕技術包括化學液體濕法腐蝕和各種等離子體干法刻蝕.材料沉積技術包括熱蒸發沉積,化學氣相沉積或電鑄沉積.圖1平面工藝的基本過程:在硅片上涂光刻膠、曝光、顯影,然后把膠 的圖形通過刻蝕或沉積轉移到其他材料

（2）探針工藝

探針工藝可以說是傳統機械加工的延伸,這里各種微納米尺寸的探針取代了傳統的機械切削工具.微納米探針不僅包括諸如掃描隧道顯微探針,原子力顯微探針等固態形式的探針,還包括聚焦離子束,激光束,原子束和火花放電微探針等非固態形式的探針.原子力探針或掃描隧道電子探針一方面可以直接操縱原子的排列,同時也可以直接在基底材料表面形成納米量級的氧化層結構或產生電子曝光作用.這些固體微探針還可以通過液體輸運方法將高分子材料傳遞到固體表面,形成納米量級的單分子層點陣或圖形.非固態微探針如聚焦離子束,可以通過聚焦得到小于10nm的束直徑,由聚焦離子束濺射刻蝕或化學氣體輔助沉積可以直接在各種材料表面形成微納米結構.聚焦激光束已經廣泛應用于傳統加工工業,作為切割或焊接工具.高度聚焦的激光束也可以直接剝蝕形成微納米結構,例如近年來出現的飛秒激光加工技術.利用激光對某些有機化合物的光固化作用也可以直接形成三維立體微納米結構.只要加工的工具足夠小,即使傳統機械加工技術也有可能制作微米量級的結構.例如,利用聚焦離子束的微加工能力可以制造尖端小于10Lm的高速鋼銑刀.這種微型銑刀可以加工小于100Lm的溝槽或臺階結構.探針工藝與平面工藝的最大區別是,探針工藝只能以順序方式加工微納米結構.而平面工藝是以平行方式加工,即大量微結構同時形成.因此平面工藝是一種適合于大生產的工藝.但探針工藝是直接加工材料,而不是像平面工藝那樣通過曝光光刻膠間接加工.3納米級加工的關鍵技術

(l)測量技術

納米級測量技術包括納米級精度的尺寸和位移的測量、納米級表面形貌的測量.納米級測量技術主要有兩個發展方向:1)光干涉測量技術:可用于長度、位移、表面顯微形貌的精確測量.用此原理測量的方法有雙頻激光干涉測量、光外差干涉測量、X射線干涉測量等.2)掃描探針顯微測量技術:主要用于測量表面微觀形貌.用此原理的測量方法有掃描隧道顯微鏡(STM)和原子力顯微鏡(AFM)等.(5)掃描隧道顯微加工技術(sTM).掃描隧道顯微加工技術是納米加工技術中的最新發展,可實現原子、分子的搬遷、去除、增添和排列重組,可實現極限的精加工或原子級的精加工.近年來這方面發展迅速,取得多項重要成果.1990年美國Eigler等人,在低溫和超真空環境中,用STM將鎳表面吸附的xe(氛)原子逐一搬遷,最終以35個Xe原子排成IBM3個字母,每個字母高snm.Xe原子間最短距離約為Inm,以后他們又實現了原子的搬遷排列.在鉑單晶的表面上,將吸附的一氧化碳分子用sTM搬遷排列起來,構成一個身高snm的世界上最小人的圖樣.此“一氧化碳小人”的分子間距僅為0.snm.將STM用于納米級光刻加工時,它具有極細的光斑直徑,可以達原子級,可得到10nm寬的線條圖案.4微型機械和微型機電系統

(l)微型機械.現在微型機械的研究已達到較高水平,已能制造多種微型零件和微型機構.已研制成功的三維微型機械構件有微齒輪、微彈簧、微連桿、微軸承等.微執行器是比較復雜、難度大的微型器件,研制成功的有微閥、微泵、微開關、微電動機等.(2)微型機電系統.MEMS是在微電子工藝基礎上發展起來的多學科交叉的前沿研究領域.是納米加工技術走向實用化,能產生經濟效益的主要領域.比如:l)微型機器人是一個非常復雜的機電系統.美國正在研制的無人駕駛飛機僅有蜻蜓大小,并計劃進一步縮小成蚊子機器人,用于收集情報和竊聽.醫用超微型機器人是最有發展前途的應用領域.它可進入人的血管,從主動脈管壁上刮去堆積的脂肪,疏通患腦血栓病人阻塞的血管.日本制定了采用機器人外科醫生的計劃,并正在開發能在人體血管中穿行、用于發現并殺死癌細胞的超微型機器人.2)微型慣性儀表:慣性儀表是航空、航天、航海中指示方向的導航儀器,由于要求體積小、重量輕、精度高、工作可靠.因此是微型機電系統應用的理想領域.現在國外已有微型加速度幾何微型陀螺儀的商品生產,體積和重量都很小,但尚需提高精度.由于MEMs的發展已初具基礎,微型器件的發展也已達到一定水平,同時有微電子工業制造集成電路的經驗可借鑒,各產業部門又有使用MEMS的要求,因此現在MEMS的發展條件已具備.4.微納米加工技術發展趨勢

微納米加工技術是一項不斷發展中的技術.新技術取代老技術,先進技術取代落后技術是客觀發展規律.加工技術本身從來都只是手段,其目的是服務于科學研究或工業產品開發與生產.因此新的科研課題或新的工業產品開發會不斷對加工技術提出新的要求.新的加工技術將會不斷出現.5.參考文獻

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