外文翻译--固体电解加工使用的是涂上一种聚合物电解质的钨微电极 中文版.doc

毕业设计(论文)外文资料翻译系别：机电信息系专业：机械设计制造及其自动化班级：姓名：学号：外文出处：日本陶瓷学会期刊2007年10期附件：1.原文；2.译文2013年03月固体电解加工使用的是涂上一种聚合物电解质的钨微电极KaiKAMADA,*MasaakiTOKUTOMI,MikiINADA,NaoyaENOMOTOandJunichiHOJO福冈西区元冈744，九州工学院应用化学系819-0395电解加工的金属板采用一个固体聚合物电解质。基本的电解系统是由一个金属板(阳极)和聚合物电解质钨针(阴极)组成，在接触的金属聚合物的接口非常小(几微米)。金属基质是电化学氧化然后锰离子迁移到聚合物电解质形成的。比起我们之前的结果使用Na-氧化铝固体电解质，由于连续应用直流电压到电池,细分辨率微加工(10m)实现室温下操作。此外,目前的技术适用于许多不同种类的金属基板。2007年7月3日收到；2007年8月24日接受关键词:电化学微加工,固体聚合物电解质,阳极溶解,阳极氧化,微电极1、介绍采用固体表面微加工,为制造各种微系统,如嶶传感器,微反应器,微电极阵列。1)-3)相信一个更有效、更精细的分辨率加工技术将需要密集的集成的微零件在最先进的微系统上。固体表面微加工的一般进行位置选择性腐蚀的原子使用机械、物理和化学技术。化学技术包括浸的工件,部分覆盖着一层,在一个表面掩盖蚀刻溶液,经表面接触的解决方案是有选择地解散。根据类型的基质,有图案层是解决方案的优先蚀刻。例如,部分成品二氧化硅层在硅基质溶解在水高频的解决方案。事实上,没有表面变形或压力引起的加工工件在湿化学过程看作一个明显的优势在机械或物理溅射、激光烧蚀等技术。作为一个扩展的化学腐蚀、电化学微加工研究广泛的导电基体金属和半导体等。4)-6)在这个技术中解散的蒙面工件电极是加速通过应用一个电偏压的电解质溶液。相比传统的化学腐蚀，电化学技术可以更快速溶解和控制,并且不需要激进的电解质，比如酸。从电解加工使用了电解质溶液中,屏蔽强制性的位置选择性腐蚀和过程需要多步骤。电解加工后很难控制凹槽的长宽和大小，因为侧面腐蚀的结果使液体渗入到面具的下面。为了克服这些问题,坚实的电化学方法提出,7)-8)使用固态离子导体作为电解质,而不是溶液剂。即,电解加工由固态电解质取代了液体电解质。我们的团体有报告，相关的固态技术包括一个阳极电化学反应在金属基体之间的微触和离子导体。9)-10)在本地的金属基体纳入离子导体在金属离子的形式通过微触直流偏压下。可以实现嶶加工，由于仅在嶶触点消耗金属。该方法有许多优点比其他常规电解加工技术:(1)没有液体电解质,这是很难处理的,而且都是必需的,(2)直接构建离不开任何预处理，如屏蔽或涂层。当然,传统技术的优点,包括简单的装置,可调性的腐蚀速率和/或大小通过对电化学参数进行优化设计,对于固体系统都是有效的。在我们之前的报告中,9)-10)一个锥体Na-”氧化铝烧结多晶体被切割、抛光,用作离子导体与一个锋利的顶端.然而,可再生制造的”-氧化铝拥有一个锋利的顶端是困难的,因为Na-”氧化铝是很硬的陶瓷材料。因此，固体电解加工的分辨率非常小（101-102m）。仅仅在高温下（873k），Na-”-氧化铝获得高离子电导率，在这个温度范围内嶶加工才能进行。在这项研究中,固体电解加工都使用一个离子导电聚合物(涂上钨针微电极)代替Na-”氧化铝棱锥。众所周知,电解质具有较高的质子电导率在室温和没有非均质的热传导。此外,各种金属离子可以代替质子穿行在电解质中。11)这允许固体电解加工在温和条件下(室温)加工各类金属下。图1显示了固体电解加工系统原理图在前面的论文7),8)(a)的和目前的研究(b)报告过的。巴德和同事记录过选择性腐蚀的金属板(铜、银、金)涂上一种聚合物电解质膜(图1(a)。然而,蚀刻大小将取决于电位分布产生的薄膜。侵蚀的分辨率似乎较低（102nm）比在尖端和聚合物电解质膜之间的点接触，而且长宽比的控制是困难的。相比之下,目前的研究使用了一个钨(W)微电极涂上一层聚合物电解质，同图1(b)中描述的一样。离子导体的顶端的形状可以直接转移到金属表面，因为固体电化学反应收益仅在固相固相微触的聚合物和目标的金属板上。换句话说,长宽比的加工表面可能更容易有聚合物层的尖端外形设计。在目前的研究中通过使用各种金属作为目标，研究了可行性和电流效率的固体电化学微加工各类金属。它已经证明了许多不同种类的金属基板可以加工,而且在室温下亚微米分辨率可以完成。图1，固体电解加工原理系统图使用聚合物电解质(a)别的团队提出的和（b）现在的研究图2。SEM照片之前的W微电极(a)和(b)后全氟磺酸涂料。量色散谱(EDS)。2、实验过程实验模型在图1(b)中表示。一个外面覆盖全氟磺酸的W(电解质W)微电极制备了电泳沉积的电解质顶端,W针(ca.1微米的曲率半径)在8大规模溶胶溶液的电解质,制备了稀释20质量解决方案(杜邦DE2020、总酸容量:0.95-1.03毫克当量/g)与乙醇。因为电解质具有负面电荷，根据动电位的测量值一个正偏置应用于W针。图2显示了SEM图像的W微电极在(a)和(b)后全氟磺酸涂层。各种金属板(银、铜、锌、镁、铁、铝、钛、厚度:0.1毫米)作为目标的固体电化学微加工。这个电解质w微电极，它附属于一个三维的机械手，,联系与水平放置的金属板。典型的金属|电解质接触直径几微米。这个值稍微改变电解质层的尖端外形和接触压力固体电解加工是由施加恒定电流或电压在室温和环境湿度(297-300K,相对湿度:25-55%)下进行的。这个轻微的转变温度和湿度不影响实验结果。在微加工,金属表面SEM观察结果,AFM和激光显微镜、和元素分布在电解质层测量了能量色散谱(EDS)。3、结果与讨论3.1离子迁移途径在固体电解加工期间，图1(b)系统化表示离子迁