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陈浩然博士答辩公告

时间:2018-10-12来源:机电学院点击:1277

答辩博士:陈浩然

指导老师:刘志东教授

论文题目:半导体单晶硅电火花型孔加工及变质层去除研究

答辩委员会:

主席:     教授   南京农业大学

委员:谭业发   教授   中国人民解放军陆军工程大学     

     教授   南京理工大学

云乃彰   教授   南京航空航天大学

朱永伟   教授   南京航空航天大学

田宗军   教授   南京航空航天大学

刘志东   教授   南京航空航天大学

秘书:邱明波  副教授  南京航空航天大学

答辩日期:20181019日上午09:00

地点:南航明故宫校区4-4308

学位论文简介:

在国家自然科学基金项目的支持下,基于提高高能光源硅晶体光学元件冷却能力这一重要背景,针对具有各种形状的半导体晶体材料的难加工问题,提出了采用单晶硅的电火花型孔加工技术及变质层去除工艺的解决方案,论文主要工作如下:

1)构建了单晶硅电火花型孔加工实验系统。该套系统主要包括专用脉冲电源、伺服控制系统以及工作液冷却循环系统,实现了持续、稳定的单晶硅电火花型孔加工。

2建立了基于能量转换的单晶硅电火花型孔加工蚀除计算模型,定量表征了微观尺度下材料特性对单晶硅放电蚀除过程的影响规律;建立了单晶硅电火花型孔加工等效电路模型,为实现单晶硅电火花型孔加工的稳定持续进行提供了理论依据。

3)提出了一种通过一维驱动实现多维运动的加工模式,该方法能够根据加工需求借助三维打印技术快速制备不同夹具,以实现不同弧度的单晶硅电火花弯孔加工。

4)提出了基于硅材料下离子催化效应的电解磨料复合抛光技术,实现了单晶硅电火花型孔加工表面变质层的去除。构建了磨料喷射电解复合抛光实验系统;研制了以氟化钠为添加剂的适用于硅材料抛光的专用电解液,获得了无变质层的单晶硅电火花型孔加工表面。

主要创新点如下:

1建立了基于能量转换的单晶硅电火花型孔加工蚀除计算模型,定量表征了微观尺度下材料特性对单晶硅放电蚀除过程的影响规律,建立了单晶硅电火花型孔加工等效电路模型

2)研究了单晶硅在电火花加工过程中出现反向脉冲波形的现象,完善了单晶硅电火花加工机理,发现了反向脉冲能够提高加工效率,但会降低工件表面质量,增大电极损耗的特性。

3)提出了一种采用一维直线驱动可变弧度的单晶硅电火花弯孔加工方法。该方法能够根据加工需求借助三维打印技术快速制备不同夹具,以实现不同弯孔或其他形状型腔的加工。

4)提出了基于硅材料下催化效应的电解磨料复合抛光技术。该项技术相较通用的平面硅片抛光的化学机械抛光方法,实现了单晶硅电火花型孔加工表面的变质层去除。

 

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