浅谈纳米加工技术及其在机加工中的应用和发展前景

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1、浅谈纳米加工技术及其在机加工中的应用和发展前景Xxxxxx摘要：简单介绍了目前较为新兴的几种纳米加工技术，着重讨论了机加工中纳米加工技术的应用，同时对纳米技术的发展前景做出初步分析关键字：纳米加工技术机加工中的应用发展前景OntheNano-processingTechnoIogyandItsApplicationinMachiningandDeveIopmentProspectsxxxxxxxxxxAbstract:Brieflypresentsomerelativelynewnano-processingtechnology,focusedonnano-machiningproce

2、sstechnology,whileprospectsforthedevelopmentofnanotechnologytomakeapreliminaryanalysis.keywords:N“no-processingtechnologytheapplicationinmachiningthedevelopmentprospects0刖s爱因斯坦预言：“未来科学的发展无非是继续向宏观世界和微观世界进军。”洞察微观世界的秘密，需要借助仪器来开拓视野、延伸双手。纳米科技以空前的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、分子世界。纳米技术是20世纪80年代末诞生并在蓬勃发展的一种高新科学技术。纳

3、米不仅是一个空间尺度上的概念，而且是种新的思维方式，即生产过程越来越细,以至于在纳米尺度上直接由原子、分子制造具有特定功能的产品。纳米技术通常指纳米级(0.lnm〜lOOnm)的材料、设计、制造、控制和产品的技术。它对材料进行加工，制造出具有特定功能的产品，或对某物质进行研究，常握其原子和分子的运动规律和特性的崭新高技术学科，其中包括纳米级加工和纳米级测量技术原子和分子的去除、搬迁和重组，微型、超精密机械和机电系统等。1、几种的纳米加工技术简介纳米加工技术包含机械加工、化学合成、能量束加工、纳米压印技术以及STM加工、AFM加工、准分子激光直写纳米加工技术等许多方法。1.1超精密机械加

4、工技术超精密机械加工方法有单点金。刚石和立方氮化硼(cbn)超精密切削和cbn超精密磨削等多点磨料加工，以及研磨、抛光、弹性发射加工等口由磨料加工或机械化学复合加工等。目前利用单点金刚石超精密切削加工已在实验室得到了数纳米的切削，利用可延性磨削技术也实现了纳米级磨削，而通过弹性发射加工等工艺则可以实现亚纳米级的去除，得到0.1纳米级的表面粗糙度。1.2化学合成方法化学合成方法是制备纳米尺度电子学器件的另一种途径一用化学过程“自下而上”地把微观体系的物质单元组装成纳米器件。由于用纳米探针进行机械合成很难同时组装数目巨大的纳米结构和器件，所以研究化学合成方法非常重要。化学自组装是在不需要人

5、力介人的情况下，大量分子自发取向形成最低能量的超分子结构，其中最常见的是通过分子间的非共价键进行自组装。超分子结构的信息隐含在分子单元的形状及功能基团中。与制备纳米结构的其他加工方法相比，化学自组装的一个重要优点是在组装的化学纳米结构中具有内在的自我纠错过程，这样就使自组装过程可以创造十分相似的纳米结构的拷贝，并使体系相当稳定。溶液人量相同的位能会使数呈巨米结构加工过进行，可以大高加工效率。渡大学已用此出了由二维纳粒阵列组成的度的电路，如示O图1用自组装方法制备的金微粒中存在点，可大的纳程并行幅度提美国普法制备米金微分子尺图1所1.3能量束加工技术能量束加工可以对被加工对象。进行去除、

6、添加和表面处理等工艺，主要包括离子束加工、电子束加工和光束加工等，此外电解射流加工、电火花加工、电化学加工、分子束外延、物理和化学气相淀积等也属于能量束加工。离子束加工溅射去除、沉淀和表面处理，离子束辅助蚀刻亦是用于纳米级加工的研究开发方向。与固体工程切削加工相比，离子束加工的位置和加工速率难以确定，为取得纳米级的加工精度，需要亚纳米级检测系统与加工位置的闭环调节系统。电子束加工是以热能的形式去除穿透层表面的原子，可以进行蚀刻、光刻曝光、焊接、微米和纳米级的钻铳削加工等。电火花加工是以低电低和高电流密度的放电使工件表面局部熔化和汽化的蚀除加工方法，其特点Z—是加工阻力极小，不仅可以加工

7、导电性材料，而且还可以加工单晶硅类的半导体材料，因此适用于制造微机械的构件。微放电加工技术的发展，可使直径10um以下的孔、轴加工成为现实。今后微放电加工技术将与其它加工方法组合成多种三维加工方法，并作为高效实用加工方法的研究课题。1.4LEGA（LithogAphicGaIuanoformungAbformung）技术LEGA技术，是深层同步辐射A射线光刻、电铸成形、注塑成形等技术的结合，它可以进行三维任意横向儿何形状微结构的制作，使得结构高