基于聚焦离子束注入的脆性材料纳米切削方法

    公开(公告)号:CN106185798A

    公开(公告)日:2016-12-07

    申请号:CN201610599318.5

    申请日:2016-07-22

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: B82B3/00 B82Y40/00

    摘要: 本发明涉及一种基于聚焦离子束注入的脆性材料纳米切削方法,包括:将待加工脆性材料基底置于聚焦离子束样品室;通过电子束成像系统对其进行形貌观测,选取加工区域;利用聚焦离子束对基底在选定好的区域进行可控离子注入改性加工得到改性样品;将SEM原位在线纳米切削平台置于所述的聚焦离子束样品室内,利用SEM原位在线纳米切削平台对改性后基底进行不同切削深度的可控定量纳米切削加工。本发明可以有效减小刀具磨损,提高被加工脆性材料表面的加工质量。

    一种有效恢复离子注入金刚石损伤的方法

    公开(公告)号:CN103074688A

    公开(公告)日:2013-05-01

    申请号:CN201310043955.0

    申请日:2013-02-04

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: C30B33/04 C30B31/22

    摘要: 本发明属于离子溅射加工技术领域,涉及一种有效恢复离子注入金刚石损伤的方法,将经过离子注入加工的金刚石材料放置在激光设备的样品台上,在激光器和样品台之间加入能量仪以检测激光的出射能量,调节激光的出射能量至100mW-3000mW,关闭激光器,取出能量仪,调节样品台使得金刚石材料处于激光出射透镜的焦距处,调节激光器的照射时间为5ms-5000ms,打开激光器进行恢复处理。本发明能显著降低金刚石表面损伤层的厚度。

    电子束诱导金属沉积增强悬空纳米管器件横向刚度的方法

    公开(公告)号:CN102053180A

    公开(公告)日:2011-05-11

    申请号:CN201010563410.9

    申请日:2010-11-26

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: G01R3/00 B82Y40/00

    摘要: 本发明属于纳米管器件技术领域,涉及一种电子束诱导金属沉积增强悬空纳米管器件横向刚度的方法,包括下列步骤:将需要刚度优化的悬空纳米管器件置于聚焦电子束设备样品台上;通过电子束成像系统对纳米管器件进行形貌观测,调整聚焦电子束设备的工作距离;加热金属有机化合物使其变成气态,并使金属有机化合物气体流过悬空纳米管器件;然后开启聚焦电子束设备的聚焦电子束发生器,对纳米管器件的局部或全部进行电子束扫描照射;在电子束指定照射区域,在电子束的照射轰击下,金属化合物气体被分解,金属沉积物沉积到受电子束照射的纳米管上;达到预期沉积参数后,停止电子束照射,关闭金属有机化合物气体阀门,并停止对其加热。本发明提出的方法稳定可靠,对悬空纳米管器件可实现不同特征结构的横向刚度控制,定位精度高、灵活性好。

    纳米线或纳米管放电加工孔的方法和系统

    公开(公告)号:CN101607690A

    公开(公告)日:2009-12-23

    申请号:CN200910069563.5

    申请日:2009-07-03

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: B82B3/00 B81C1/00 B81C5/00

    摘要: 本发明属于微纳制造技术领域,涉及一种纳米线或纳米管放电加工孔的方法:(1)将导电性的纳米线或纳米管粘接到钨针尖上;(2)将电极夹持装置置于位移台上,并通过多轴运动控制器对位移台的移动进行控制;(3)将导电材料工件置于X/Y精密位移台上,由多轴运动控制器控制X/Y精密位移台的移动;(4)将脉冲电源的负极接到钨针尖上,其正极接到工件上;(5)利用工控机向多轴运动控制卡发送指令,控制放置有电极夹持装置的位移台,由脉冲电源提供放电加工的工作电压,并由间隙电压检测装置采集放电间隙电压,工控机则根据间隙电压控制电极进给位移台的移动,实现纳米放电加工孔过程。本发明使放电加工的尺寸达到微米、纳米级,并解决了加工过程的排屑问题。

    SEM在线纳米切削装置的切削力及切削应力测量方法

    公开(公告)号:CN113146360B

    公开(公告)日:2022-04-08

    申请号:CN202110378374.7

    申请日:2021-04-08

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: B23Q17/09

    摘要: 本发明涉及一种SEM在线纳米切削装置的切削力及切削应力测量方法,包含以下步骤:利用SEM在线观测纳米切削,在金刚石刀具侧刀面上利用SEM沉积功能沉积一条垂直于刀具运动方向的Pt线标记物;开展恒定切削速度下的纳米切削实验和刀具相同切削速度下的空走实验,使用SEM录制切削过程视频;根据SEM生成视频中对应时间分辨率确定提取帧图片的时刻,提取各个时刻下的帧图片;对标记物位置变化进行提取;得到金刚石刀具纳米切削过程中刀杆的挠度变化信息;对切削装置的刀杆进行刚度标定,测量金刚石刀具纳米切削过程中的切削力大小;采用AFM对切削后的样品的表面形貌进行测试;计算出金刚石刀具纳米切削中切削应力的大小。

    胶体球自组装与离子溅射镀膜结合制备SERS基底的方法

    公开(公告)号:CN106048537A

    公开(公告)日:2016-10-26

    申请号:CN201610478260.9

    申请日:2016-06-22

    申请人: 天津大学

    摘要: 本发明涉及一种胶体球自组装与离子溅射镀膜结合制备SERS基底的方法,步骤如下:对Si基片进行清洗和亲水处理;配制聚苯乙烯纳米球溶液,将配置好的纳米球溶液置于基片上;在温度20‑25℃,湿度40%‑60%下进行自组装,自组装完成后在基片上形成密排纳米球阵列;将基片放入离子蒸发镀膜设备,在密排微球表面沉积贵族金属活性层,并以此作为表面增强SERS基底。本发明简便易行、对设备要求底,在节省成本的同时能够提供非常良好的拉曼活性,为SERS基底的范围推广和实际应用提供更大可能性。

    基于SEM原位在线观测的纳米切削装置

    公开(公告)号:CN103878392A

    公开(公告)日:2014-06-25

    申请号:CN201410123818.2

    申请日:2014-03-28

    申请人: 天津大学

    摘要: 本发明提供一种基于SEM原位在线观测的纳米切削装置,包括基座(1),位于基座(1)两侧的具有相同高度的两块立板(10),扫描电子显微镜(2),纳米移动台(4),包括上微动台(8)和下微动台(9)的多轴精密微移动台,金刚石刀具(3),隔离板(5)样品托(7),隔离板(5)与立板(10)相连并悬于下微动台的上方,中间开设有孔洞,下微动台(9)置于基座(1)上;上微动台(8)置于下微动台(9)上面,通过孔洞伸出;纳米移动台(4)置于隔离板(5)上,带动金刚石刀具(3)进行切削运动。本发明结构简单,稳定可靠,可以实现原位观测功能,而且对刀容易,提高了加工的灵活性。

    一种用于标定精密显微设备极限分辨率的模板制造方法

    公开(公告)号:CN103760384A

    公开(公告)日:2014-04-30

    申请号:CN201310756423.1

    申请日:2013-12-31

    申请人: 天津大学

    摘要: 本发明涉及一种用于标定精密显微设备极限分辨率的模板制造方法,包括:进行模板的直写加工轨迹优化设计,包括:基于一种以圆心为中心向四周发散的多个扇形加工区域,每个扇形加工区域包含多个均匀分布的栅条,且需要保证在圆周方向上每个栅条的栅距尺寸连续变化,并面向实际表征需求,作如下修正:1)在结构的圆心位置设计一个直写特征点;2)在靠近中心区域设置一段不加工区域;3)在比所述的不加工区域的更加远离直写特征点的区域,再设置一段面向加工的展宽效应修正区域;4)设置多个结构宽度标记。本发明实现结构栅距从5nm~20μm连续变化、结构深度(高度)可控的计量模板制造。

    一种锋利刃口微刀具的制造方法

    公开(公告)号:CN103084814A

    公开(公告)日:2013-05-08

    申请号:CN201310020611.8

    申请日:2013-01-18

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: B23P15/28

    摘要: 本发明涉及一种锋利刃口微刀具的制造方法,包括:利用聚焦离子束对微刀具毛坯进行粗加工,加工出刀具前刀面;利用车削或抛光方法去除刀具前刀面因离子束加工产生的纳米尺度非晶改性层,对刀具前刀面进行优化处理;将前刀面优化处理后的微刀具放进聚焦离子束真空样品室内,依据刃口形状和尺寸要求,利用聚焦离子束铣削精修,加工出微刀具的后刀面和侧刀面,实现锋利刃口刀具制造。本发明提出的方法精度高、可重复性强、适用于多种材料和不同刀具形状。

    聚焦离子束注入结合氟化氙气体辅助刻蚀的微纳加工方法

    公开(公告)号:CN101456534A

    公开(公告)日:2009-06-17

    申请号:CN200910067643.7

    申请日:2009-01-09

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: B81C1/00

    摘要: 本发明涉及一种基于聚焦离子束注入和辅助气体刻蚀的微纳加工方法,包括下列步骤:将待加工基底置于聚焦离子束样品室;通过离子束成像系统对其进行形貌观测;利用聚焦离子束对基底按照目标加工图案进行离子注入加工;在所述的聚焦离子束样品室内,原位利用聚焦离子束氟化氙气体辅助刻蚀的方法对离子注入区域进行微纳加工。本发明提出的方法稳定可靠,不仅可以显著提高制备效率,而且提高了加工的灵活性,还可以有效地减小加工再沉积的影响,显著提高加工精度和加工质量。