[发明专利]纳米精度的电化学整平和抛光加工方法及其装置

摘要

纳米精度的电化学整平和抛光加工方法及其装置，涉及一种电化学刻蚀整平和抛光技术。装置设有具有纳米平整精度的刀具、可将刻蚀整平剂液层厚度精确控制在纳米尺度内的电化学反应控制体系、溶液循环装置、溶液恒温装置和自动化控制系统。制备具有纳米平整精度的刀具作为电化学工作电极，并与工件置于容器底部；刀具浸入溶液，启动电化学系统，在刀具表面生成刻蚀整平剂，将刀具表面刻蚀整平剂液层压缩至纳米量级厚度，再调控刻蚀整平剂液层厚度；驱动三维微驱动装置，将刀具不断地向工件逼近，调控工件表面与刀具之间的距离和平行度；将刀具向工件表面移动，使刀具表面的约束刻蚀整平剂液层与工件表面接触，直至整个工件表面被刻蚀整平和抛光完毕。

主权项

纳米精度的电化学整平和抛光加工装置，其特征在于设有刀具、电化学反应控制体系、溶液循环装置、溶液恒温装置和自动化控制系统；所述刀具为具有纳米平整精度的刀具；所述电化学反应控制体系是将刻蚀整平剂液层厚度精确控制在纳米尺度内的电化学反应控制体系，所述电化学反应控制体系设有恒电位仪、电化学工作电极、辅助电极、参比电极、容器和溶液；所述溶液循环装置设有循环泵、流量控制器和液槽；所述溶液恒温装置设有测温器、加热器、冷却器和液槽；所述自动化控制系统设有固定架、三维微驱动装置、可视化监控器、压力传感器、平行激光束测距装置、电流反馈装置和信息处理计算机；所述刀具固定于固定架下部，固定架上部接自动化控制系统的三维微驱动装置的垂直轴微驱动控制器，垂直轴微驱动控制器连接信息处理计算机；刀具作为电化学工作电极，刀具通过固定架接到恒电位仪；辅助电极与参比电极插入溶液中，溶液经过恒温装置恒温后，注入容器中，并通过溶液循环装置实现溶液在容器和恒温液槽之间的循环；所述容器设于三维微驱动装置的水平轴微驱动控制器上；工件置于容器中，可视化监控器用于监测刀具向工件逼近过程，电流反馈装置用于监测刀具表面电流，压力传感器用于监测刀具和工件之间是否接触，平行激光束测距装置用于监测刀具表面与工件表面之间的间距，信息处理计算机根据电流反馈装置提供的电流值、压力传感器提供的力值和平行激光束测距装置提供的两平面间之间的距离值等反馈参数，驱动三维微驱动装置的垂直轴微驱动控制器和水平轴微驱动控制器，调节刀具表面与工件表面之间的距离和平行度。