[发明专利]电化学体系中工件的水平检测装置、调平装置及调平方法

权利要求书

1.一种电化学体系中工件的水平检测装置，其特征在于，包括：

宏微位移平台；

位移台，固设于所述宏微位移平台确定的X-Y平面上，可在该X-Y平面上进行位移，电解池(6)与该位移台相对静止，可随所述位移台的运动而运动；

探针电极，固设于所述宏微位移平台确定的Z方向上，其检测端垂直向下浸入所述电解池(6)内的电解液中，距离放置于所述电解液内的工件预设距离；以及

电化学工作站，其工作电极(WE)连接至所述探针电极(7)，其辅助电极(RE)和参比电极(CE)浸入所述电解液中，控制工作电极(WE)电位恒定，检测该工作电极(WE)随所述位移台的运动而变化的电流信号，获得电流信号曲线，由该电流信号曲线的起伏幅度获知放置于所述电解液内工件的倾斜程度。

2.根据权利要求1所述的水平检测装置，其特征在于，所述宏微位移平台为电化学显微镜系统的位移部分(2)，所述探针电极为电化学显微镜系统的探针；

其中，所述电化学显微镜系统的位移部分(2)包括：X-Y面载物台，所述位移台固设于该X-Y面载物台上；以及倒“L”形支架，其底部固定于所述X-Y面载物台，所述探针电极垂直向下固定于该倒“L”形支架的端部。

3.根据权利要求2所述的水平检测装置，其特征在于，电化学显微镜系统的位移部分(2)中：

所述倒“L”形支架由微纳米精密定位台控制；

所述X-Y面载物台与所述倒“L”形支架由三维伺服电机控制；或

所述X-Y面载物台由X方向步进电机(2-1)和Y方向步进电机(2-2)控制，所述倒“L”形支架由Z方向步进电机(2-3)控制。

4.根据权利要求1所述的水平检测装置，其特征在于，所述位移台为可实现X方向和/或Y方向位移的位移台，或可实现旋转位移的转台；优选地，所述转台为气浮转台(3)、油压转台或电动旋转台。

5.根据权利要求1所述的水平检测装置，其特征在于，所述探针电极通过压电陶瓷固定于所述宏微位移平台确定的Z方向上，所述探针电极与所述电解池(6)内工件的距离介于10μm至100μm之间。

6.根据权利要求5所述的水平检测装置，其特征在于，所述探针电极为选自于以下电极中的一种：微圆盘电极(7)、纳米电极、纳米孔电极和碳纤维电极。

7.一种包括权利要求1至6中任一项所述水平检测装置的电化学体系中工件的调平装置，其特征在于，还包括：

可调倾斜台，固设于所述位移台上，可随所述位移台的运动而运动，所述电化学体系中的电解池(6)固设于该可调倾斜台上。

8.根据权利要求7所述的调平装置，其特征在于，所述可调倾斜台为手动调节的倾斜台(4)或自动调节的倾斜台；优选地，所述自动调节的倾斜台为电动角位台或摆角台，其控制信号为所述电化学工作站获得的电流信号曲线。

9.一种利用权利要求7或8所述调平装置的电化学体系中工件的调平方法，其特征在于，包括：

步骤A，将工件固定于电化学体系中电解池(6)底部；

步骤B，通过宏微位移平台移动探针电极至距离工件上方预设距离的位置；

步骤C，注入电解液至所述电解池(6)中；

步骤D，将电化学工作站的工作电极，辅助电极和参比电极连接至电化学工作站本体，将探针电极(7)连接至工作电极(WE)，辅助电极(RE)和参比电极(CE)浸入电解液中；

步骤E，将探针电极不断向工件逼近；

步骤F，启动电化学工作站；

步骤G，启动位移台，使工件相对于探针电极做运动，采集探针电极的电流，获得电流信号曲线；

步骤H，调节可调倾斜台，使由探针电极采集的电流信号曲线振幅不断下降，直至其电流信号曲线振幅最小，此时工件调节至水平。

10.根据权利要求9所述的调平方法，其特征在于，所述可调倾斜台为电动角位台或摆角台；

所述步骤H中调节可调倾斜台的步骤包括：将由探针电极采集的电流信号曲线作为控制信号来驱动所述电动角位台或摆角台，以调整其倾斜度。