可加工陶瓷噴嘴的微鉆孔分析（材料：Macor）

上篇文章可加工陶瓷噴嘴的微鉆孔分析（七）

   MACOR是有康寧公司生產的可加工陶瓷，  Macor 基板的逐步鉆孔策略用于制造用于掃描探針儀器的細尖噴嘴，包括稱為掃描液滴系統 (SDS) 或掃描液滴單元 (SDC) 的掃描電化學工作站 M370 模塊。 SDS 系統限制了一個與樣品表面接觸的液體微池，以便在液滴與樣品接觸的有限空間區域內測量電化學 (EChem) 和腐蝕反應。通過將電化學限制在一個小區域內，可以通過恒電位或恒電流控制在同一區域研究表面 EChem 特性。在表面的 X-Y 光柵掃描上重復該過程可以構建表面 EChem 屬性的圖像。

    通常，感興趣的一般領域，例如表面涂層（缺陷/均勻性）以及腐蝕和抑制是 SDS 的目標。以及提高解析能力的普遍愿望；有興趣提高分辨率，以便可以對單個金屬晶粒/晶粒邊界進行研究。雖然這可以通過拉毛毛細管實現，但它們很脆弱，需要熱或激光移液器拉動設備；找到一種強大、易于使用、可重復使用且相對便宜的替代方案是一個理想的目標。

    SDS 在分辨率方面的性能與與樣品接觸的液滴尺寸直接相關，而這又與噴嘴尺寸直接相關。本文中進行的研究設法實現了更小的細尖噴嘴尺寸。最初的 SDS 噴嘴由 PTFE 制成，因此從相對容易加工的材料中獲得了高耐化學性。雖然這種結構很容易讓溶液流入和流出 SDS 頭，但這里選擇的材料是玻璃，因為我們不僅需要其惰性和絕緣性、廣泛的耐化學性，而且我們還需要更寬的溫度范圍及其堅固的結構。

    制造總尖端直徑為 192 μm 的細尖端 SDS 噴嘴顯著提高了分辨率能力，尖端直徑減小了 5 倍以上（表面積減小了 25 倍以上），成像能力同樣增強。圖 10 顯示了原始 SDS 頭、新 Macor 細尖噴嘴和 100 μm 孔的 SEM 圖像。 

圖 10. Uniscan M370 掃描液滴系統與當前的 SDS 頭組件和新的 Macor 細尖噴嘴。 

結論
    本文提出了一種名為主軸峰值頻率 (SPF) 的新方法來確定微鉆孔參數，以實現高鉆孔縱橫比。結果表明，SPF 方法可以使直徑為 100 μm 的微型鉆頭獲得更高的孔縱橫比。

    已獲得具有應變率相關粘塑性材料模型的各向同性熱彈塑性材料模型的材料常數，并將其應用到正交切削的有限元模型中。結果表明，Macor 的切割機制是通過微裂紋的萌生和擴展來實現的。

    已經在掃描液滴系統的 Macor 噴嘴上成功制作了直徑為 100 μm 和縱橫比為 10 的孔，掃描液滴系統的橫向分辨率提高了約 5 倍。

    對不同材料和切削操作（包括車削和銑削）的 SPF 方法的更多驗證是未來研究的主題。

    本文到這里就結束了，如有疑問可撥打鈞杰熱線137-1257-4098