综述微细加工的主要技术和特点

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1、综述微细加工的主要技术和特点一、微细加工近几年展望21世纪，人类进入微观世界。在原子分子尺度上，对物质进行操作和加工，无疑会展现出一种相当美好的前景，并引起各方面的广泛重视。微细加工技术的产生和发展一方面是加工技术身发展的必然，同时也是新兴的微型机械技术发展对加工技术需求的促进。超精加工在20世纪的科技发展中做出了巨大的贡献。东京工业大学的谷口纪男教授首先提出了纳米技术术语，明确提山以纳米精度为超精密加工的奋斗目标。在超精密加工技术领域起步最早和技术领先的国家是美国，其次是口本和欧洲的一些国家。美国超精密加工技术的发展得到了政府和军方的财政支

2、持，近年，美国执行了”微米和纳丞级技术n国家关键技术计划，国防部陆、海、空三军组成了特别委员会，统一协调研究工作。美国至少有30多个厂家和研究单位研制和生产各种超精密加工机床，国家劳伦斯.利佛摩尔实验室、联合碳化物公司、摩尔公司、杜邦公司等在国际上均久负盛名。美国最早研制了能加工硬脆材料的6轴塾逵超精密研磨抛光机；联合碳化物公司开发/直径力800mm的非球面光学零件的超精密加工机床；劳伦斯.利佛摩尔实验室还开发了能加工陶瓷、硬质合金、玻璃和塑料等难加工材料的超精密切削机床，在半导体工业、航空工业和医疗器械工业屮投入使用；珀金-埃尔默等公司用超

3、精密加工技术加工各种军用红外零部件。日本对超精密技术的发展也十分重视，70年代初，日本成立了超精密加工技术委员会，制定了技术发展规划，成为此项技术发展速度最快的国家。口本现有20多家超精密加工机床研制公司，重点开发民用产品所耑的加工设备并力图使设备系列化，成批生产了多品种商品化的超精密加工机床。在超精密切削技术发展比较成熟后，闩本己将黑色金属、陶瓷和半导体功能材料的超精密加工技术作为重要的研究开发项H。日本的研究创新意识强，不是单纯地模仿国外的做法，而是积极地利用外国技术并结合本国特点和生存环境，走山了一条自己的发展道路。欧洲等国也将超精密加

4、工技术的发展放在重要位置，60年代起英国开始研宄超精密加工技术，克兰菲尔德大学精密工程研宂所相继研制出能加工大型非球面反射镜的数控金刚石立式车床、加工大型非对称结构光学零件的数控超精密磨床、研制了脆性材料的超精密皇堡工艺。现已成立了国家纳米技术战略委员会，正在执行国家纳米技术研究计划。德国和瑞士也有比较强的超精密加工能力。1992年后，欧洲实施了一系列的联合研究与发展计划，加强和推动超精密加工技术的发展。超精密车削、磨削和研磨是己经发展成熟并大量应用的加工技术。日本开发了外圆和平面等多种类型的研磨机，美国也研制成功了加工陀螺零件的球形研磨机。

5、如果进入微观世界，能够捕获一个或多个单原子，然后让它们重新排列组合，那么就会导致物质本身发生某些变化，而这些变化将会对未来许多领域，及人类生活产生巨大影响。例如，我们把组成水分子的絚和氧分开，二者都是可以燃烧的小分子，只有足球体积的几亿分之一，用机械方法，几乎是不可能捉住它，分子又是由原子组成的，操纵一个原子，就更难了，而光可以做到这一点。一束极细的激光，产生光子流，其动量转移给物体，形成光压，再通过适当的光场分布，可以把那种极小的原子俘获在一定的位置，并可方便把移动它。实际上这就实现了对原子的操作。控制原子或分子的手段叫光镊，对分子原子进行

6、切割雕刻使用的是光刀。一种材料通过改变它的分子结构及原子排列取向，进而形成新布局，那么，它的性能就会发生很大变化，这样未來我们所制造出來的电子器件，与现在相比，其功能相同，而体积则要小多少万倍。在以后的几十年，随着原子尺度加工技术不断完善和提高，就会出现多种单原子器件和新型分子材料，如果把它们用制造机器人，最小型的就可以爬进人的血管，进行各种各样的治疗手术。同样，用来制造卫星，卫星的体积，也会大大减少，到那时人类可能一次发射成千上万颗川于各方面的卫星，而到目前为止，人类在以往几十年间，一共才把几千颗卫星送上天。通过科学分析和计算，改变了原子分

7、子结构的新型材料，具有更高的强度，更轻的重量，更好的绝热和耐高温性能，在空间领域，用来做太空船的外壳，引擎或其它方面，太空船会变得更轻、更快，能够承受更为恶劣的环境，它会带着人类走的更远，会征服更多的星球。在口常生活巾，我们所看到的，用激光刻录的光盘，己经可以储存较多的信息了，但这只是一种新的输入方式，而光盘本身作为一种材料，容量还是有限的，如增加它的原子分子密度和改变它们取向，那么未来就可以把现在成千上万强光盘的信息，放进象手表大小的空间里。一座大型图书馆全部书籍可容进一张光盘内，你拥有了这张光盘，就拥有了一座图书馆。在生物领域，各种各样的

8、原子和分子，以它特有的方式组合在一起，由此产生了世界万物，如果利用光镊光刀，把生命体的某些原子取出，然后，按照科学规律，重新组合，会出现什么样的结果，科学乐观的预测