表面织构电解加工技术研究进展

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作者 张庆良 刘金玲 +1 位作者 孙志光 曲宁松 《电加工与模具》 北大核心 2024年第3期1-14,53,共15页

表面织构在能源、光学、电子、信息技术、生物和摩擦学等领域具有重要应用,其加工工艺是制造技术研究的重要内容。由于所加工表面织构具有无毛刺、翻边等优点,电解加工成为表面织构的重要制造技术方法和技术研究热点,故详细介绍了五种... 表面织构在能源、光学、电子、信息技术、生物和摩擦学等领域具有重要应用,其加工工艺是制造技术研究的重要内容。由于所加工表面织构具有无毛刺、翻边等优点,电解加工成为表面织构的重要制造技术方法和技术研究热点,故详细介绍了五种典型表面织构电解加工技术在方法创新、材料去除机制、加工过程建模及加工工艺等方面的研究进展,给出了电解加工表面织构的典型结构和材料,指出提高加工效率和加工自动化程度是未来表面织构电解加工技术的发展趋势。 展开更多

关键词 表面织构 电解加工 微细电解加工 材料去除机制 加工过程模型

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活塞环表面微坑电解加工技术的基础研究 被引量：8

2

作者 钱双庆 朱荻 +2 位作者 曲宁松 李寒松 宋曼 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期173-179,共7页

研究表明摩擦副表面的织构可以有效地改善表面摩擦学性能,提出了采用阴极掩模微细电解方法在活塞环表面加工阵列微坑的加工工艺。试验研究了不同绝缘层厚度和加工电压对曲面微坑尺寸的影响。选用优化的加工参数,进行了曲面微坑电解加工... 研究表明摩擦副表面的织构可以有效地改善表面摩擦学性能,提出了采用阴极掩模微细电解方法在活塞环表面加工阵列微坑的加工工艺。试验研究了不同绝缘层厚度和加工电压对曲面微坑尺寸的影响。选用优化的加工参数,进行了曲面微坑电解加工试验,在活塞环表面得到平均直径为250μm,深度为10μm的阵列微坑。参照发动机中活塞环/缸套摩擦副的工作原理,采用该加工方法加工出表面面积率不同,深度不同的多个活塞环试样进行摩擦试验。试验结果表明,与光滑曲面相比,带有适当面积率和深度的阵列微坑的试样表面可以有效地降低摩擦因数,起到抗磨减摩的作用。 展开更多

关键词 活塞环 阵列微坑 微细电解加工(emm) 加工电压 摩擦因数

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微细孔电解加工控制方法及试验研究 被引量：10

3

作者 王明环 朱荻 张朝阳 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期646-650,共5页

基于微细电解加工的特点,介绍了一种微细电解加工系统。该系统能够将加工间隙控制到几微米到几十微米的范围内。根据电解加工以离子形式对材料去除的特性,进行微细电极、微细群电极的制备研究,并将其用于微细孔、群孔的加工中。试验分... 基于微细电解加工的特点,介绍了一种微细电解加工系统。该系统能够将加工间隙控制到几微米到几十微米的范围内。根据电解加工以离子形式对材料去除的特性,进行微细电极、微细群电极的制备研究,并将其用于微细孔、群孔的加工中。试验分析了各工艺参数如电压、溶液浓度、加工间隙、进给速度等对微细孔电解加工精度的影响。结果表明,微细电解加工的侧面间隙随着加工电压的降低、溶液浓度的减小、脉宽变窄和初始加工间隙的减小而减小,改善了加工的定域性,加工精度得到提高。 展开更多

关键词 微细加工 微细电解加工 电极间间隙 微电极

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基于多功能加工平台的微细电解加工工艺 被引量：15

4

作者 李小海 王振龙 赵万生 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期909-913,共5页

利用多功能微细加工平台的微细电火花加工技术为微细电解加工在线制作微细电极,在低浓度钝化电解液、低加工电压和高频窄脉冲电流加工条件下,利用高速旋转工具电极和微电流密度下电解钝化作用,实现了微米级的微细电解加工.通过工艺实验... 利用多功能微细加工平台的微细电火花加工技术为微细电解加工在线制作微细电极,在低浓度钝化电解液、低加工电压和高频窄脉冲电流加工条件下,利用高速旋转工具电极和微电流密度下电解钝化作用,实现了微米级的微细电解加工.通过工艺实验,研究电压、电解液浓度和进给速度等参数对加工间隙的影响,优化工艺参数.在优化加工条件下,在厚为100μm的不锈钢薄片上微细电解钻削出65μm的微小孔.针对成型电极在微细加工中暴露出的缺点,提出了利用旋转微细电极像微铣刀一样进行微细电解铣削新工艺,加工出高精度型孔和悬臂梁等微结构. 展开更多

关键词 多功能平台 微细加工 电解加工 高频 脉冲电源

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电化学微细加工监控系统的研究 被引量：5

5

作者 徐惠宇 朱荻 史先传 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第7期7-9,共3页

在虚拟仪器软件平台上研制了电化学微细加工监控系统,系统采用霍尔电流传感器采集加工电流,并实时准确显示过程数据曲线,根据电流突变快速响应,系统的定位精度和重复定位精度均小于5μm。和传统电化学加工控制系统相比,具有硬件简单、... 在虚拟仪器软件平台上研制了电化学微细加工监控系统,系统采用霍尔电流传感器采集加工电流,并实时准确显示过程数据曲线,根据电流突变快速响应,系统的定位精度和重复定位精度均小于5μm。和传统电化学加工控制系统相比,具有硬件简单、灵活性好、性价比高、稳定可靠等特点。 展开更多

关键词 电化学微细加工 霍尔电流传感器 定位精度

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硅微通道板微加工技术研究 被引量：5

6

作者 王国政 袁云龙 +5 位作者 杨超 凌海容 王蓟 杨继凯 李野 端木庆铎 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1804-1810,共7页

微通道板(MCP)是二维通道电子倍增器,广泛用于电子、离子、紫外辐射和X-射线的探测与成像。提出一种硅微通道板(Si-MCP)制备工艺,分别采用干法刻蚀和电化学腐蚀微加工技术制备了硅微通道阵列(SMA)。重点研究了硅感应耦合等离子体刻蚀和... 微通道板(MCP)是二维通道电子倍增器,广泛用于电子、离子、紫外辐射和X-射线的探测与成像。提出一种硅微通道板(Si-MCP)制备工艺,分别采用干法刻蚀和电化学腐蚀微加工技术制备了硅微通道阵列(SMA)。重点研究了硅感应耦合等离子体刻蚀和光电化学腐蚀的特性,结果表明:硅光电化学腐蚀技术易于制备高长径比微通道,微通道侧壁更光滑、可制备倾斜通道、更适合制备Si-MCP.制备出通道周期为6μm、长径比大于50的SMA结构。采用厚层氧化实现了Si-MCP基体绝缘,采用原子层沉积工艺制备了连续倍增极,制作出Si-MCP样品。测试结果表明,采用半导体微加工技术制备的Si-MCP电子增益特性具有可行性。 展开更多

关键词 硅微通道板 光电化学腐蚀 原子层沉积 微加工技术

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微细电解加工的精度及定域性研究 被引量：13

7

作者 张朝阳 朱荻 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2006年第2期242-245,共4页

在分析微细电解加工特点的基础上,探讨了底面间隙和侧面间隙之间的关系,并研究了它们对加工精度和定域性的影响。通过对定域性评价指标的比较,提出了以定域蚀除率评价杂散蚀除的新概念。运用定域蚀除率分析了在利用纳秒脉冲电流进行微... 在分析微细电解加工特点的基础上,探讨了底面间隙和侧面间隙之间的关系,并研究了它们对加工精度和定域性的影响。通过对定域性评价指标的比较,提出了以定域蚀除率评价杂散蚀除的新概念。运用定域蚀除率分析了在利用纳秒脉冲电流进行微小孔的电解加工时,脉冲宽度和工具电极直径对加工定域性的影响。结果表明,减小脉冲宽度和占空比可以增强定域蚀除能力,提高加工精度。 展开更多

关键词 微细电解加工 定域蚀除率 加工精度

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电化学微加工技术的新进展及关键技术 被引量：3

8

作者 张璧 罗红平 +1 位作者 周志雄 任莹晖 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1505-1511,共7页

将电化学加工的原理应用于微加工领域,具有可加工材料的范围广、无宏观加工作用力、工具阴极无损耗、加工表面质量好、无内应力、工艺多样化、可实现批量加工和三维加工等许多优点。从加工原理出发,分析了实现电化学微加工的前提条件。... 将电化学加工的原理应用于微加工领域,具有可加工材料的范围广、无宏观加工作用力、工具阴极无损耗、加工表面质量好、无内应力、工艺多样化、可实现批量加工和三维加工等许多优点。从加工原理出发,分析了实现电化学微加工的前提条件。从基础理论研究和应用技术研究两个方面介绍了近年来国内外在电化学微加工领域的一些新进展,总结了实现电化学微加工的关键技术。 展开更多

关键词 电化学微加工 材料去除 复杂三维微结构 微细工具电极

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阵列微坑的固态微细电解加工工艺试验 被引量：1

9

作者 罗震 徐剑祥 +3 位作者 敖三三 刘为东 李康柏 张威 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期236-241,共6页

针对传统微细电解加工存在的不足,提出了一种固态微细电解加工方法.使用PEO与Na NO3制备固态电解质,其表面用热压印加工出复杂的微细形貌.研究了不同的加工电压、加工时间对于阵列微坑形貌的影响.研究表明在直流加工电压3,V、加工时间20... 针对传统微细电解加工存在的不足,提出了一种固态微细电解加工方法.使用PEO与Na NO3制备固态电解质,其表面用热压印加工出复杂的微细形貌.研究了不同的加工电压、加工时间对于阵列微坑形貌的影响.研究表明在直流加工电压3,V、加工时间20,min的加工参数下,在阳极表面得到了6行6列形状精度较高的阵列微坑结构.固态微细电解加工方法提高了表面精度及加工质量,具有良好的发展前景和研究价值. 展开更多

关键词 微细电解加工 固态电解质 阵列微坑

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微细电化学加工研究新进展 被引量：14

10

作者 李小海 王振龙 赵万生 《电加工与模具》 2004年第2期1-5,共5页

结合国内外微细电化学加工技术的最新进展 ,系统地综述了微细电化学加工在多个方面的研究情况和工艺特点 ,例如LIGA工艺、用电化学隧道显微镜 (electrochemicalSTM )的针尖进行纳米级尺寸的电化学加工、用超短脉宽脉冲电压微细电化学加... 结合国内外微细电化学加工技术的最新进展 ,系统地综述了微细电化学加工在多个方面的研究情况和工艺特点 ,例如LIGA工艺、用电化学隧道显微镜 (electrochemicalSTM )的针尖进行纳米级尺寸的电化学加工、用超短脉宽脉冲电压微细电化学加工等。 展开更多

关键词 微细电化学加工 微细加工 LIGA 电化学隧道扫描显微镜 超短电压脉冲

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电解加工中微细电极尖端效应的实验研究与仿真 被引量：2

11

作者 何俊峰 郭钟宁 +2 位作者 连海山 何长运 罗红平 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第7期136-138,共3页

微细电极在电解加工中会产生尖端效应,致使加工后的微细电极为尖锥状。文章通过分析微细电极电解加工的加工原理及制备流程,对微细电极与辅助电极之间的相对位置进行适当调节,有效的改善了微细电极的尖端效应。试验过程中保持加工电压... 微细电极在电解加工中会产生尖端效应,致使加工后的微细电极为尖锥状。文章通过分析微细电极电解加工的加工原理及制备流程,对微细电极与辅助电极之间的相对位置进行适当调节,有效的改善了微细电极的尖端效应。试验过程中保持加工电压与电解液溶度不变,研究微细电极与辅助电极在不同加工位置对尖端效应的影响。同时,建立不同电极直径的有限元分析模型,分析相应电极尖端电流密度随相对位置变化的规律。仿真结果能合理有效的解释相对位置的变化对微细电极尖端效应的影响。 展开更多

关键词 电解加工 微细电极 电流密度 尖端效应

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微细电解射流喷射装置研制与工艺试验 被引量：1

12

作者 黄巍 赵建社 +2 位作者 李昞晖 张立鑫 徐坤 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期67-69,共3页

为提高微细电解射流加工效率及加工质量,研制了专用喷射装置,并利用该装置进行了初步工艺试验。结果证明该装置保证了电解液在其腔体中能够得到充分"负极化",且能获得满足加工要求的稳定破碎长度,满足了电解射流加工试验要求。

关键词 电解射流加工 喷射装置 负极化 破碎长度 微细电解加工

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微凹坑超声电解滚蚀加工间隙多物理场特性及成形规律 被引量：3

13

作者 王明环 王嘉杰 +3 位作者 童文俊 陈侠 许雪峰 王芯蒂 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期783-791,共9页

针对径向超声能场滚蚀微细电解加工(RUR-EMM)间隙物理场变化复杂、能观性较差等问题,基于数值模拟方法,对加工中间隙多物理场耦合作用及变化规律进行研究。建立加工间隙内电场、两相流场、温度场、声场等多场耦合理论模型,通过数值仿真... 针对径向超声能场滚蚀微细电解加工(RUR-EMM)间隙物理场变化复杂、能观性较差等问题,基于数值模拟方法,对加工中间隙多物理场耦合作用及变化规律进行研究。建立加工间隙内电场、两相流场、温度场、声场等多场耦合理论模型,通过数值仿真分析得出多场耦合相互影响变化规律、多场耦合下凹坑成型规律。研究结果表明:在振动频率20 kHz、振幅10μm、加工间隙50μm、工具阴极旋转角速度0.6°/s、电解液电导率7.9 S/m工况下,超声能场激励微细电解加工中,间隙内电解液周期性流入、流出加工区;电流密度随振动周期发生周期性变化;电解液温度随超声激励与电化学反应的综合作用升高;与滚蚀微细电解加工相比,RUR-EMM间隙内温度上升3.63%、电流密度提高1.45倍,间隙脉动流场有效促进了产物排出,RUR-EMM凹坑深度最大增加14.21%;微凹坑加工试验结果验证了理论模型的正确性,仿真与实际加工试验深度误差在17.07%以内。 展开更多

关键词 微细电解加工 微凹坑 超声振动 滚蚀加工 多物理场

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移动阴极式掩膜电解加工微沟槽阵列均匀性研究 被引量：2

14

作者 杜立群 温义奎 +3 位作者 关发龙 翟科 叶作彦 王超 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期658-670,共13页

掩膜电解加工是一种高效率、大规模加工微结构的特种加工方法。然而,由于电流分布的边缘效应,在微结构的掩膜电解加工过程中往往存在着严重的加工尺寸不一致问题。针对这一问题,本文提出了一种移动阴极式掩膜电解加工方法。首先,利用COM... 掩膜电解加工是一种高效率、大规模加工微结构的特种加工方法。然而,由于电流分布的边缘效应,在微结构的掩膜电解加工过程中往往存在着严重的加工尺寸不一致问题。针对这一问题,本文提出了一种移动阴极式掩膜电解加工方法。首先,利用COMSOL有限元分析软件对微沟槽阵列掩膜电解加工过程中的电流分布和阳极轮廓形状进行了数值仿真。仿真结果表明,相对于常规阴极结构的掩膜电解加工,采用移动阴极结构的掩膜电解加工方法能够获得尺寸更加均匀的微沟槽阵列结构。其次,在数值仿真的基础上,开展了掩膜电解加工实验研究。实验结果表明,移动阴极式掩膜电解加工方法能够有效地改善微沟槽阵列加工的尺寸均匀性。相对于常规阴极结构的掩膜电解加工过程,移动阴极式掩膜电解加工微沟槽阵列的均匀性提高了68.3%,并且随着阴阳极间距的增大,微沟槽深度不均匀度呈现出先减小后增大的趋势。随着阴极宽度的增大,微沟槽深度不均匀度逐渐增大;随着阴极移动速度的增大,微沟槽深度不均匀度逐渐减小,仿真与实验结果趋势一致。 展开更多

关键词 移动阴极 微沟槽结构 掩膜电解加工 刻蚀均匀性

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超声辅助微细电解加工间隙空化微射流对材料蚀除的影响 被引量：1

15

作者 王明环 吕明 +2 位作者 何凯磊 郑劲松 许雪峰 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2368-2380,共13页

为探究超声辅助微细电解加工(UAEMM)间隙电解液内产生的空化微射流对材料蚀除的影响,建立微射流冲击工件表面流固耦合模型,通过数值仿真研究高速微射流冲击下工件表面微观塑性形变规律以及微变形对电场分布的影响规律,并进行了超声空化... 为探究超声辅助微细电解加工(UAEMM)间隙电解液内产生的空化微射流对材料蚀除的影响,建立微射流冲击工件表面流固耦合模型,通过数值仿真研究高速微射流冲击下工件表面微观塑性形变规律以及微变形对电场分布的影响规律,并进行了超声空化实验验证。研究结果表明:微射流冲击工件表面产生若干深度约0.12μm、凸起约0.04μm的空蚀坑;在外加电场下,空蚀坑凸起处的电流密度和蚀除深度较原始工件表面处提高1.2倍;进一步的凹坑成形加工实验结果表明,在超声振幅10μm、加工时间5 s、加工间隙50μm工况下,与微细电解加工相比,UAEMM凹坑蚀除深度从20μm提高到100μm,同时成形凹坑底部粗糙度R_(a)从290 nm降低到40 nm;超声能场下间隙大量空化微射流促进了微细电解加工效率、加工后工件表面质量。 展开更多

关键词 超声辅助 微细电解加工 空化微射流 空蚀坑 材料蚀除

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镍基金属玻璃电化学特性与线切割实验研究 被引量：2

16

作者 孟岭超 曾永彬 +1 位作者 房晓龙 朱荻 《电加工与模具》 2017年第6期23-26,31,共5页

金属玻璃具有独特的原子结构和优异的材料性能,在产品微小型化、精密化方面已展现出重要而广阔的应用前景。但金属玻璃对微加工过程中温度敏感,且现有的金属玻璃微加工技术还不成熟,在一定程度上阻碍其广泛应用。提出了金属玻璃微细电... 金属玻璃具有独特的原子结构和优异的材料性能,在产品微小型化、精密化方面已展现出重要而广阔的应用前景。但金属玻璃对微加工过程中温度敏感,且现有的金属玻璃微加工技术还不成熟,在一定程度上阻碍其广泛应用。提出了金属玻璃微细电解线切割加工方法,基于电化学阳极溶解原理对材料进行加工,加工温度低、无加工应力、材料不会晶化,是制造金属玻璃微结构零件理想的技术手段。研究了镍基金属玻璃Ni_(72)Cr_(19)Si_7B_2在不同溶液中的电化学特性,并优化微细电解线切割实验参数,加工出高质量的金属玻璃微结构。 展开更多

关键词 金属玻璃 电化学特性 微细电解线切割 微结构

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三维微细电解加工装备的研制与开发 被引量：1

17

作者 莫秉华 郭钟宁 +2 位作者 梁嘉豪 刘江文 韩子平 《机床与液压》 北大核心 2007年第10期37-40,共4页

设计开发了一台微细电解加工装置。该装置采用龙门固定式结构,具有高精密的压电陶瓷微动工作台,可通过CCD观察整个加工过程;在宏微结合的驱动控制下,可进行各种微细孔、微细轴以及复杂微细结构的高精度微细电解加工。

关键词 微细电解 宏微驱动

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某型航空发动机燃油喷嘴旋流室的微细电解加工研究 被引量：2

18

作者 张长富 徐世玉 《机床与液压》 北大核心 2016年第7期66-68,共3页

针对某型航空发动机燃油喷嘴结构尺寸微小、材料硬度较高、切削加工困难等问题,介绍了微细电解加工的原理和实验装置,制备了微细棒状工具电极和三角形钩状成形电极,利用分层电解铣削进行粗加工快速去除工件多余材料,再利用环形扫描电解... 针对某型航空发动机燃油喷嘴结构尺寸微小、材料硬度较高、切削加工困难等问题,介绍了微细电解加工的原理和实验装置,制备了微细棒状工具电极和三角形钩状成形电极,利用分层电解铣削进行粗加工快速去除工件多余材料,再利用环形扫描电解铣削进行旋流室全锥面的精加工,实现了发动机喷嘴微小尺寸旋流室的微细电解加工成形,达到加工精度和表面质量要求。研究表明,微细电解铣削加工是加工金属材料微小结构的有效可行的方法。 展开更多

关键词 燃油喷嘴 旋流室 微细电解加工 微细电极

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微槽激光电解组合微加工研究 被引量：1

19

作者 陈扬枝 肖海飞 +1 位作者 曾昭呼 肖小平 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第1期72-79,共8页

微槽结构作为微型结构的基本单元,具有增加散热面积、存储润滑剂和减少阻力等功能,多用于大热流密度器件的散热或表面润滑,但其存在加工尺寸小、精度要求高以及加工难度大等问题。为了实现微槽的高效高精度加工,提出了一种激光电解组合... 微槽结构作为微型结构的基本单元,具有增加散热面积、存储润滑剂和减少阻力等功能,多用于大热流密度器件的散热或表面润滑,但其存在加工尺寸小、精度要求高以及加工难度大等问题。为了实现微槽的高效高精度加工,提出了一种激光电解组合微加工方法,并搭建了纳秒激光加工装置和数控微细电解加工装置;利用激光烧蚀快速加工出微槽结构的基本形貌,再通过微细电解的方式去除其表面再铸层及飞溅颗粒,提高其表面精度和表面性能。通过理论研究以及优化加工参数试验,加工出长度为400μm,宽度为220μm,深度为120μm的微槽结构。激光电解组合微加工微槽的表面粗糙度由激光加工后的Ra 5.36μm降低至Ra 1.23μm;激光电解组合微加工的加工效率是微细电解加工的4.26倍。 展开更多

关键词 微槽 激光烧蚀 微细电解 组合微加工

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硅微机械结构的微电流型电化学气体传感器 被引量：3

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作者 周仲柏 吴青海 刘炯权 《传感器技术》 CSCD 1996年第5期20-23,共4页

探索研究了用于构制以硅为基体材料、具有特定三维微结构的微电流型电化学气体传感器的微加工工艺，提出了双面光刻、高硼掺杂腐蚀止停、化学各向异性刻蚀和硅表面多层膜剥离成形等既实用而又相容的硅微机械加工关键技术。如此构制的微... 探索研究了用于构制以硅为基体材料、具有特定三维微结构的微电流型电化学气体传感器的微加工工艺，提出了双面光刻、高硼掺杂腐蚀止停、化学各向异性刻蚀和硅表面多层膜剥离成形等既实用而又相容的硅微机械加工关键技术。如此构制的微电流型电化学气体传感器，在器件结构、检测灵敏度、电流响应的稳定重现性等方面，与用传统工艺制成的常规电流型气体传感器相比，具有独特的优点。 展开更多

关键词 微电流型 电化学 气体传感器 薄膜微电极 硅

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