靜壓液浮大面積電致化學(xué)拋光試驗臺研制.pdf

1、電致化學(xué)拋光加工是一種新的表面超精密加工方法，該方法通過電化學(xué)氧化將拋光液中的電活性中介體氧化成刻蝕劑，對工件進行刻蝕加工，基于離子擴散來控制反應(yīng)進程，通過超平滑電極實現(xiàn)工件的拋光加工。該加工方法具有距離敏感性，其加工精度以及材料去除率與加工間隙成反比例關(guān)系，為了實現(xiàn)加工區(qū)域材料去除的一致性和可控性，必須保證加工間隙液膜厚度即工件表面和電極表面間隙的均一高精度控制。因此，超平滑電極的制備以及工件和電極間加工間隙的高精度控制是實現(xiàn)電致化學(xué)

2、拋光的關(guān)鍵技術(shù)。
　　針對大面積電極電致化學(xué)拋光中工作電極與工件之間均勻微納間隙的控制要求，提出了基于液體靜壓支承技術(shù)的微納間隙控制方法，在理論計算的基礎(chǔ)上設(shè)計并制作了一套基于液體靜壓支承的微納間隙控制裝置。對所制作的微納間隙控制裝置進行試驗標(biāo)定，可實現(xiàn)0-8μm的調(diào)節(jié)范圍，小于500 nm/kPa的調(diào)節(jié)分辨率以及±0.2μm的重復(fù)定位精度。
　　針對大面積電極電致化學(xué)拋光中對電極的要求，設(shè)計并制作了直徑為50 mm的濺射金

3、薄膜和玻碳鑲嵌兩種不同形式的工作電極，并對兩種電極的性能進行了分析。
　　最后，利用所設(shè)計的液體靜壓支承微納間隙控制裝置并結(jié)合電化學(xué)工作站三電極體系對濺射銅工件進行了電致化學(xué)拋光。在工作電極不自轉(zhuǎn)的情況下，取得了較好的拋光和平坦化效果，工件表面粗糙度Ra值從82 nm改善至4nm，刻蝕區(qū)域的線輪廓PV值從290 nm降低到120 nm，但加工區(qū)域的邊緣處散布著一些凸峰。當(dāng)工作電極加入自轉(zhuǎn)后，與靜態(tài)電致化學(xué)拋光相比，整體面型改善效果