纳米加工和材料去除机理研究

针对钠米技术、微型机械在未来工程应用中对纳米级加工的要求,提出将扫描探针显微镜的技术和原理应用于纳米机械加工过程,实现纳米量级加工的可控性和加工结果的可观察性。给出了采用该方法进行纳米切削加工的试验结果,表明这一方法具有稳定、可靠的微加工性能。观察结果显示了材料去除加工的微观过程,被去除材料在刃前发生剪切变形前,与之约成90°的前刀面方向上切屑已充分变形。

基于AFM的纳米级表面加工中切屑形成的影响因素(英文)

以原子力显微镜(AFM)为加工工具进行了纳米级加工实验,对不同加工条件下的材料去除过程和切屑形态进行了研究.切屑形态通过扫描电子显微镜(SEM)进行观察,分析了不同垂直载荷、循环次数和针尖加工方向下铝铜被加工表面的切屑形成过程.实验结果表明:低载下切屑呈细小断屑,散布在加工区域周围;随着垂直载荷的增加,切屑逐渐变成连续的带状切屑.不同循环次数、针尖加工面对切屑形成都有很大影响.在此基础上,对比分析了相同实验条件下,不同力学性能材料的切屑形成过程.最后,通过检测被加工表面得出被加工表面质量与切屑的数量和形态之间的关系,提出了改善被加工表面质量的方法,以帮助人们更好地理解基于AFM的纳米级加工技术.

扫描探针显微镜中数据格式的分析及转换程序的设计

随着扫描探针显微镜技术发展和广泛应用,扫描探针显微镜的技术标准化问题在国内外受到越来越多的关注。然而在数据格式方面,由于所用硬件平台的不同等原因,各制造商所生产的扫描探针显微镜大多使用专用的数据格式。这些数据格式又往往互不兼容,给数据后续的分析处理和交流共享带来不便。本文首先对扫描探针显微镜中数据格式的发展及应用较多的格式进行了分析,然后从扫描探针显微镜现有数据的类型、内容和特点出发,研究了规范扫描探针显微镜数据格式的基本要求和思路;经过比较和筛选提出了一种基于HDF5标准(hierarchical data format,HDF)的标准格式方案;并用C++语言实现了对该格式的操作及其与几种专用数据格式之间的相互转换,完成了格式方案和代码资源的开源共享。