基于电化学加工的微钠探针制备技术.pdfVIP

《电加工与模具)2014年增刊1 设计 ·研 究 基于电化学加工的微钠探@tSU备技术 王玉峰 ，曾永彬 ，曲宁松 ，吴修娟 ，朱 荻 (南京航空航天大学机电学院，江苏南京 210016) 摘要：提 出了基于液膜电化学加工原理制备尖锥形和大长径 比探针的方法。分析了液膜电化 学加工方法的机理 ．并采用静态液膜法制备 出针尖曲率半径为40nm的尖锥形探针 ，再通过动态 液膜电化学加工方法 ．即在工件 阳极施加往复直线运动的方法制备 出具有大长径比的探针 。对动 态液膜法的成形机理进行 了阐述 ．通过试验分析得 出加工电压 、电解液浓度 、运动参数等对探针长 径比和平均直径的影响规律 ，并制备 出长径比达 7O、平均直径为300nm的大长径比探针。 关键词 ：探针 ：尖锥状 ；大长径比；液膜 电化学加工 中图分类号 ：TG662 文献标识码 ：A 文章编号 ：1009—279X(2014)S1—0038一O3 M icroandNanoProbeFabricationBasedonElectrochemicalM achining WangYufeng，ZengYongbin，QuNingsong，WuXiujuan，ZhuDi (NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China) Abstract：Thispaperproposed methodsfor thefabrication ofconicaland high——aspect—-ratio probes，based on the liquid membrane ECM．The principle of liquid membrane ECM hasbeen analyzed，andtheconicalshapeprobewiththetipradiusofcurvatureof40nm wasprocessedusing static liquid membraneECM．Furthermore，thedynamic liquid membrane ECM which applied the straightreciprocatingmotiontotheanodewasemployedtofabricatinghigh-aspect-ratioprobe．The machiningmechanism ofthedynamic liquid membrane ECM wasexplored，and experimentswere conductedto investigatetheinfluenceoftheappliedvoltage，electrolyteconcentrationandkinematics parametersincludingamplitudeandvelocityonthefabricatedprobes．Byusingtheoptimal parameters， probeswithaspectratioofupto70andaveragediameterof300nm weresuccessfullyobtained． Keywords：probe；conicalshape；high-aspect-ratioprobe；liquidmembraneECM 微纳尺度探针是指尖端尺寸在几十纳米至几 Lira等研究了利用电化学方法加工大长径 比探针的 百微米 的探针 ，其广泛应用于微机 电系统(MEMS)、 成形机理 ，并通过控制电流密度和电压 的大小 ，制 微 电子 、光学、航空航天、微纳加工及生物医学等前 备出直径 50 m、长径 比达 80的探针[31。Fan等利用 沿领域 1【】。微纳尺度探针的制备 、形状控制 、成形机 脉冲电化学加工方法 ，制备 出直径 100 m的大长 理和应用等一直是微纳制造领域的研究热点。