高频脉冲激光热力冲击电化学刻蚀试验研究.pdf

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1、高频脉冲激光热力冲击电化学刻蚀试验研究TheExperimentalResearchonElectrochemicalEtchingunderHighFrequencyPulseLaserThermal．MechanicalShock姓江苏大学二零一四年六月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出

2、重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：7葑昌龟20I牛年占月J1日学位论文版权使用授权书㈣Y2㈣53㈣7㈣59㈣5江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(

3、光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密函。学位论文作者签名：斋县南20f￡f年占月11日指导教师签名积翮仇知l￡侔／月I1日江苏大学硕士学位论文摘要随着科学技术的发展，微小型产品已广泛应用于人们生活的各个角落。发展能够加工微尺度产品的微细加工技术亦成为各工业国家研究的热点。激光热力冲击电化学刻蚀技术就是在工件阳极、溶液和工具组成的电化学反应回路中引入激光束，并在激光和电化学的共同作用下实现材料去除的一

4、种加工方法。激光电化学复合加工能够有效地避免激光加工存在的热影响区的缺陷，同时又可以显著的提高电化学反应的定域蚀除能力。因此，该复合刻蚀技术在微细制造领域将有着广泛的应用前景。本文以提高复合加工产品的成形精度与表面质量为目的，对激光热力冲击电化学复合刻蚀技术进行了理论与试验研究。其主要研究内容如下：1．研究了激光与电化学复合加工的刻蚀机理。在比较复合加工与激光加工形貌的基础上，分析了复合加工过程中材料的去除机理。研究了激光促进电化学反应的机理，包括：激光热效应的分析，热效应促进电化学反应的机理，激光力效应的产生过

5、程，激光的力效应促进电化学反应的机理以及激光参数对电化学反应速率的影响。讨论了刻蚀过程中产生的气泡对复合加工定域性的影响。2．构建了复合加工的试验系统，采用高频脉冲激光器作为能量源提高了复合加工的效率；并应用透光导电ITO导电玻璃作为工具阴极，促进了激光电化学体系的有效复合。采用水听器检测了高频脉冲激光作用下产生的冲击波信号，分析了激光能量与冲击波的声压值、空泡的最大半径及生存周期的关系。3．为了提高激光电化学复合加工的定域性，研究了激光功率和加工电流对复合刻蚀定域性的影响，采用优化的工艺参数，有效抑制了激光热影

6、响区和电化学杂散腐蚀。并研究了不同的加工方式和材料对复合加工定域性的影响，分析了激光冲击产生的变形问题，提出了解决的办法，实现了加工精度较高的三维槽腔的加工。4．针对脉冲激光电化学复合加工的特点，在对复合加工定域性研究的基础上，分别研究了激光能量、进给速度、激光频率和电源频率对槽深、槽宽和深宽比的影响，并对工艺参数进行了优化。针对复合刻蚀过程中影响因素多的特点，分别对电解槽的振动、电解液的流速及浓度对加工效果的影响进行了分析。高频脉冲激光热力冲击电化学刻蚀的试验研究根据以上工艺试验研究，通过优化工艺参数和加工条件

7、刻蚀出了表面质量和成形精度均较好的复杂微细结构，表明激光热力冲击电化学刻蚀工艺在微细零件的加工方面拥有较大优势。关键词：微细加工，激光热力冲击，激光电化学，气泡，定域性，导电玻璃II江苏大学硕士学位论文ABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnology,microproductshavebeenwidelyusedineverycomerofourlife．Micromachiningtechnologyappliedinmicroscaleproductshasat

8、tractedtheattentionofallindustrialcountries．Electrochemicaletchingtechnologyunderlaserthermal—mechanicalshockisanewprocesswaywhichintroducesthelaserbeamthroughtheelectrochemicalcircuitcon