场致射流微细放电加工实验研究

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1、申请上海交通大学硕士学位论文场致射流微细放电加工实验研究（国家自然科学基金项目，项目号：51175336）硕士研究生：韩宁学号：1120209006导师：赵万生教授副导师：张亚欧博士申请学位：工学硕士学科：机械工程所在单位：机械与动力工程学院答辩日期：2015年2月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterEXPERIMENTALSTUDYOFELECTROSTATICFIELD-INDUCEDJETMICRO

2、EDMCandidate：HanNingStudentID:1120209006Supervisor：Prof.ZhaoWanshengAssistantSupervisor:Dr.ZhangYaouAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：February,2015Degree-Conferring-Instit

3、ution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文《场致射流微细放电加工实验研究》，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己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：曰期：年2月6曰上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保

4、留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□,在_年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密of。(请在以上方框内打“V”）学位论文作者签名：指导教师签名曰期：4年2月&曰曰期：年2月&曰上海交通大学学位论文场致射流微细放电加工实验研究摘要场致射流微细放电加工是一种新型的微细放电加工方法，其利用高压电场诱导带电液滴所产生的微细场致射流与样品之间产生放电，进而实现样品表

5、面材料的微量蚀除，具有单次放电能量小、没有工具电极损耗，无需对工具电极进行实时补偿等优势，本文主要通过实验研究了该放电加工的产生条件以及各种加工影响因素，最后通过多孔硅正交加工试验获取了决定多孔硅单孔直径以及密度的重要影响因素。首先，研究了场致射流微细放电加工中的多种放电形式、转化条件以及不同极性下样品表面的材料蚀除机理。在加工过程中获取了电晕放电、辉光放电和火花放电的产生条件及转化条件。研究结果表明仅在火花放电阶段样品材料能够被有效蚀除，而且在不同极性下的加工机理有所不同，在正极性加工时，蚀坑是由电化学蚀除和电火花蚀除共同作用的

6、结果，在负极性加工时，蚀坑仅仅是由电火花蚀除作用的结果。其次，研究了场致射流微细放电加工中各种加工因素对于单次放电蚀坑直径的影响。为此，设计改进了场致射流微细放电加工实验平台，并以单晶硅为工件，通过单因素实验获取了喷管内径、极间距离、极间电压以及溶液浓度对单次放电蚀坑直径的影响曲线，此外还分析了大气湿度、环境温度和空气扰动等因素对加工过程的影响。并在单晶硅表面加工出宽度为1μm、长度为5μm的微细沟槽以及断续沟槽。最后，研究了场致射流微细放电加工制备多孔硅的加工工艺。首先分析了不同极性对多孔硅表面形貌的影响，然后通过正交试验获取了

7、极间电压、极间距离、溶液浓度以及加工时间对多孔硅表面蚀坑直径和密度的影响，结果表明极间距离和溶液浓度分别是影响多孔硅表I摘要面蚀坑直径和密度的最显著因素。关键词：微细放电加工，场致射流，火花放电，单晶硅，多孔硅II上海交通大学硕士学位论文EXPERIMENTALSTUDYOFELECTROSTATICFIELD-INDUCEDJETMICROEDMABSTRACTElectrostaticfield-inducedjetmicroEDMisanovelmicromachiningmethod,inwhichtheremovalof

8、materialisrealizedbythedischargebetweensampleandmicrojetwhichisinducedunderintenseelectricfield.ComparedtotheconventionalEDM