论文目录 | |
| 摘要 | 第1-6页 |
| ABSTRACT | 第6-16页 |
| 第1章 绪论 | 第16-35页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 | 第16-17页 |
| 1.2 基于AFM纳米加工方法研究现状 | 第17-20页 |
| 1.3 基于AFM纳米机械加工深度控制方法研究现状 | 第20-23页 |
| 1.3.1 基于位移控制方法加工深度可控的微纳结构 | 第20-21页 |
| 1.3.2 基于载荷控制方法加工深度可控的微纳结构 | 第21-23页 |
| 1.4 基于AFM纳米机械加工方法加工微纳结构研究现状 | 第23-30页 |
| 1.4.1 微米尺度范围微纳结构加工 | 第23-28页 |
| 1.4.2 大范围微纳结构加工 | 第28-30页 |
| 1.5 倾斜表面以及微小曲面上微纳结构加工的研究现状 | 第30-32页 |
| 1.6 目前研究中存在的不足 | 第32-33页 |
| 1.7 本课题的主要研究内容 | 第33-35页 |
| 第2章 AFM恒力模式下加工深度影响因素研究 | 第35-70页 |
| 2.1 引言 | 第35页 |
| 2.2 基于AFM微探针纳米机械加工的原理 | 第35-37页 |
| 2.3 单晶铜纳米机械加工材料去除机理研究 | 第37-46页 |
| 2.3.1 恒力模式下分子动力学仿真模型建立 | 第37-38页 |
| 2.3.2 单晶铜多次刻划机理研究 | 第38-41页 |
| 2.3.3 单晶铜晶向对材料去除状态的影响研究 | 第41-43页 |
| 2.3.4 单晶铜纳米机械加工实验研究 | 第43-46页 |
| 2.4 刻划方向对一维纳米沟槽加工的影响 | 第46-53页 |
| 2.4.1 纳米刻划过程中实际垂直载荷的确定方法 | 第46-50页 |
| 2.4.2 采用三种典型加工方向加工的材料去除状态分析 | 第50-53页 |
| 2.5 进给方向对二维/三维结构加工的影响 | 第53-68页 |
| 2.5.1 三种主要的进给方向下材料去除状态分析 | 第54-59页 |
| 2.5.2 基于“棱刻划”的不同进给方向的加工结果分析 | 第59-61页 |
| 2.5.3“棱刻划”进给的切削角度变化对加工深度影响研究 | 第61-68页 |
| 2.6 本章小结 | 第68-70页 |
| 第3章 基于AFM纳米机械加工载荷与深度理论模型 | 第70-84页 |
| 3.1 引言 | 第70-71页 |
| 3.2 加工金属材料载荷与深度理论模型的建立 | 第71-78页 |
| 3.2.1 三棱锥探针刻划单线沟槽载荷与深度理论模型的建立 | 第71-73页 |
| 3.2.2 加工纳米单线沟槽多次刻划载荷与深度理论模型的建立 | 第73-77页 |
| 3.2.3 加工二维/三维纳米结构载荷与深度理论模型的建立 | 第77-78页 |
| 3.3 加工聚合物材料载荷与深度理论模型的建立 | 第78-83页 |
| 3.4 本章小结 | 第83-84页 |
| 第4章 AFM纳米机械加工载荷与深度关系实验研究 | 第84-108页 |
| 4.1 引言 | 第84页 |
| 4.2 纳米刻划金属材料载荷和深度关系的实验研究 | 第84-91页 |
| 4.2.1 单线沟槽的多次刻划载荷和深度关系的实验研究 | 第84-88页 |
| 4.2.2 加工二维/三维纳米结构的实验研究 | 第88-91页 |
| 4.3 聚合物纳米加工过程中弹性回复的检测方法研究 | 第91-99页 |
| 4.3.1 聚合物纳米尺度弹性回复检测方法原理 | 第91-93页 |
| 4.3.2 刻划过程中加工深度及残余加工深度检测 | 第93-96页 |
| 4.3.3 刻划速度和垂直载荷对弹性回复的影响研究 | 第96-99页 |
| 4.4 聚合物纳米沟槽载荷与加工深度关系的实验研究 | 第99-106页 |
| 4.4.1 刻划速度对聚合物加工深度的影响研究 | 第99-100页 |
| 4.4.2 材料堆积对聚合物加工深度的影响研究 | 第100-102页 |
| 4.4.3 纳米加工过程中水平摩擦力检测 | 第102-103页 |
| 4.4.4 聚合物纳米沟槽加工深度的实验研究 | 第103-106页 |
| 4.5 本章小结 | 第106-108页 |
| 第5章 跨尺度微纳结构加工工艺研究 | 第108-138页 |
| 5.1 引言 | 第108页 |
| 5.2 毫米尺度纳米沟槽加工原理 | 第108-110页 |
| 5.3 基于探针轨迹运动的加工工艺参数对加工沟槽的影响研究 | 第110-118页 |
| 5.3.1 加工速度的影响分析 | 第110-111页 |
| 5.3.2 垂直载荷的影响分析 | 第111-113页 |
| 5.3.3 进给量的影响分析 | 第113-115页 |
| 5.3.4 加工工艺参数的优选 | 第115-118页 |
| 5.3.5 沟槽宽度的影响因素分析 | 第118页 |
| 5.4 毫米尺度纳米通槽阵列以及阶梯结构分层加工实验 | 第118-120页 |
| 5.5 底部带有阶梯结构纳米沟槽加工的速度匹配关系研究 | 第120-130页 |
| 5.5.1 探针进给和工作台移动方向一致时的速度匹配关系研究 | 第120-125页 |
| 5.5.2 探针进给和工作台移动方向相反时的速度匹配关系研究 | 第125-129页 |
| 5.5.3 毫米尺度底部带有阶梯结构的微沟槽加工实验 | 第129-130页 |
| 5.6 基于探针轨迹运动进给量变化三维纳米结构加工方法研究 | 第130-137页 |
| 5.6.1 底部带有复杂结构的沟槽加工原理 | 第130-131页 |
| 5.6.2 探针轨迹运动的进给量与加工深度关系研究 | 第131-132页 |
| 5.6.3 金刚石探针的极限加工角度分析 | 第132-135页 |
| 5.6.4 底部带有典型三维结构的纳米沟槽加工实验 | 第135-137页 |
| 5.7 本章小结 | 第137-138页 |
| 第6章 微小球面上微纳结构加工及误差分析 | 第138-156页 |
| 6.1 引言 | 第138页 |
| 6.2 基于AFM的五轴纳米机械加工装置 | 第138-141页 |
| 6.2.1 五轴纳米机械加工装置的组成 | 第138-140页 |
| 6.2.2 微球表面微纳结构加工原理 | 第140-141页 |
| 6.3 微球表面微纳米结构加工实验 | 第141-145页 |
| 6.3.1 微球的调心方法 | 第141-142页 |
| 6.3.2 球心与AFM头回转中心距离检测 | 第142-144页 |
| 6.3.3 微纳米结构加工实验 | 第144-145页 |
| 6.4 气浮轴系回转精度检测方法研究 | 第145-153页 |
| 6.4.1 气浮轴系回转精度检测原理 | 第146-147页 |
| 6.4.2 轴系回转中心与探针相对位置调节过程 | 第147页 |
| 6.4.3 轴向和径向跳动误差检测过程 | 第147-150页 |
| 6.4.4 回转轴系轴向跳动的确定 | 第150-151页 |
| 6.4.5 回转轴系径向跳动的确定 | 第151-152页 |
| 6.4.6 测量方法不确定度分析 | 第152-153页 |
| 6.5 微球表面加工时加工位置误差影响因素分析 | 第153-155页 |
| 6.5.1 气浮轴系回转精度检测引起的加工误差分析 | 第153-154页 |
| 6.5.2 微球偏心引起的加工误差分析 | 第154-155页 |
| 6.6 本章小结 | 第155-156页 |
| 结论 | 第156-159页 |
| 参考文献 | 第159-169页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第169-172页 |
| 致谢 | 第172-173页 |
| 个人简历 | 第173页 |
