液膜电化学刻蚀法制备纳米电极的数学模型.pdf

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1、设计·研究《电加工与模具)2016年增刊1液膜电化学刻蚀法制备纳米电极的数学模型吴修娟，王红军，曾．永彬，房晓龙(1．南京工业职业技术学院机械工程学院，江苏南京210023；2．南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：介绍了液膜电化学刻蚀法制备纳米电极的原理及过程。根据钨棒刻蚀后的几何形状、电化学反应的基本原理及液体表面张力相关理论，建立了纳米电极制备的数学模型，为液膜电化学刻蚀法制备纳米电极奠定了理论基础。关键词：液膜电化学刻蚀；纳米电极；纳米电解加工；数学模型中图分类号：TG662文献标识码：A

2、文章编号：1009—279X(2016)S1—0043—04MathematicalModeloftheLiquidMembraneElectrochemicalEtchingofaNano-electrodeWuXiujuan，WangHongjun，ZengYongbin2,FangXiaolong2(1．Schoo1ofMechanicalEngineering，NanjingVocationalInstituteofIndustryTechnology，Nanjing210023，China；2．Coll

3、egeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Theprincipleandtheprocessofpreparingnano-electrodebyliquidmembraneelectrochemicaletchingwereintroduced．Themathematicalmodelwasbuiltbasedonthegeome

4、tricshapeoftungstenrodafteretching，thebasicprincipleofelectrochemicalreactionandthetheoryofliquidsurfacetension，whichestablishedthetheoryfoundationfortheliquidmembraneelectrochemicaletchingofanano-electrode．Keywords：liquidmembraneelectrochemicaletching；nano-e

5、lectrode；nano-electrochemicalmachining；mathematicalmodel随着航空航天、通信、电子设备等行业对微型宽约2oonm的三角形[51。化产品的需求，纳米制造技术成为学术界研究的焦制备纳米电极是进行纳米电解加工的前提。常点。纳米制造技术[1卅主要包括：电子束刻蚀技术、聚见的纳米电极制备方法有聚焦离子铣削、机械剪焦离子束刻蚀技术、飞秒激光加工技术、扫描探针切、电化学刻蚀等。电化学刻蚀法是一种低成本且加工技术及纳米电解)jn-r技术等。纳米电解加工是操作相对简单的制备方法

6、。Oliva采用电化学刻蚀的一个电化学溶解的过程，它具有不可替代的优点，方法制备出了针尖圆弧半径为35nm的STM探针[61如：没有工具磨损，没有加工应力，加工表面质量。Khan利用动态电化学刻蚀技术制备出了针尖圆好，不受材料本身强度、硬度和韧性的限制。因此，弧半径小于10nm的SPM探针用。胡小唐教授提出不少科学家投入到纳米电解加工的研究中。Schuster了浸没电化学刻蚀法制备微电极的理论模型圈。利用纳米电解加工技术加工出了一个深约1Ixm、近年来，液膜电化学刻蚀技术也引起各国研究者的关注。相对于传统的电化学

7、刻蚀，这种技术的独特之处在于电解液是环形金属丝悬挂的电解液收稿日期：2015一ll一27基金项目：江苏省精密制造工程技术研究开发中心资助项目膜，通过这个电解液膜对穿过其中的工件进行加(ZK15—01-02)；南京工业职业技术学院科研基金资助工。Baykul采用液膜电化学刻蚀技术制备出针尖圆项目(YK15—01—02)；中国博士后科学基金资助项目弧半径约200-500nm的金电极[9]。Cavallini利用液(2014M560420)第一作者简介：吴修娟，女，1984年生，讲师。膜电化学刻蚀技术制备出针尖圆弧半径

8、<100nm的一43—