[發明專利]電化學體系中工件的水平檢測裝置、調平裝置及調平方法

有效

• 申請號: 201210492775.6
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN103837708A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 詹東平;韓聯歡;袁野;胡振江;曹永智;趙學森;閆永達;田中群
• 申請（專利權）人: 廈門大學;哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01Q30/00
• 分類號: G01Q30/00;G01Q30/20;G01C9/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種電化學體系中工件的水平檢測裝置，其特征在于，包括：

宏微位移平臺；

位移臺，固設于所述宏微位移平臺確定的X-Y平面上，可在該X-Y平面上進行位移，電解池(6)與該位移臺相對靜止，可隨所述位移臺的運動而運動；

探針電極，固設于所述宏微位移平臺確定的Z方向上，其檢測端垂直向下浸入所述電解池(6)內的電解液中，距離放置于所述電解液內的工件預設距離；以及

電化學工作站，其工作電極(WE)連接至所述探針電極(7)，其輔助電極(RE)和參比電極(CE)浸入所述電解液中，控制工作電極(WE)電位恒定，檢測該工作電極(WE)隨所述位移臺的運動而變化的電流信號，獲得電流信號曲線，由該電流信號曲線的起伏幅度獲知放置于所述電解液內工件的傾斜程度。

2.根據權利要求1所述的水平檢測裝置，其特征在于，所述宏微位移平臺為電化學顯微鏡系統的位移部分(2)，所述探針電極為電化學顯微鏡系統的探針；

其中，所述電化學顯微鏡系統的位移部分(2)包括：X-Y面載物臺，所述位移臺固設于該X-Y面載物臺上；以及倒“L”形支架，其底部固定于所述X-Y面載物臺，所述探針電極垂直向下固定于該倒“L”形支架的端部。

3.根據權利要求2所述的水平檢測裝置，其特征在于，電化學顯微鏡系統的位移部分(2)中：

所述倒“L”形支架由微納米精密定位臺控制；

所述X-Y面載物臺與所述倒“L”形支架由三維伺服電機控制；或

所述X-Y面載物臺由X方向步進電機(2-1)和Y方向步進電機(2-2)控制，所述倒“L”形支架由Z方向步進電機(2-3)控制。

4.根據權利要求1所述的水平檢測裝置，其特征在于，所述位移臺為可實現X方向和/或Y方向位移的位移臺，或可實現旋轉位移的轉臺；優選地，所述轉臺為氣浮轉臺(3)、油壓轉臺或電動旋轉臺。

5.根據權利要求1所述的水平檢測裝置，其特征在于，所述探針電極通過壓電陶瓷固定于所述宏微位移平臺確定的Z方向上，所述探針電極與所述電解池(6)內工件的距離介于10μm至100μm之間。

6.根據權利要求5所述的水平檢測裝置，其特征在于，所述探針電極為選自于以下電極中的一種：微圓盤電極(7)、納米電極、納米孔電極和碳纖維電極。

7.一種包括權利要求1至6中任一項所述水平檢測裝置的電化學體系中工件的調平裝置，其特征在于，還包括：

可調傾斜臺，固設于所述位移臺上，可隨所述位移臺的運動而運動，所述電化學體系中的電解池(6)固設于該可調傾斜臺上。

8.根據權利要求7所述的調平裝置，其特征在于，所述可調傾斜臺為手動調節的傾斜臺(4)或自動調節的傾斜臺；優選地，所述自動調節的傾斜臺為電動角位臺或擺角臺，其控制信號為所述電化學工作站獲得的電流信號曲線。

9.一種利用權利要求7或8所述調平裝置的電化學體系中工件的調平方法，其特征在于，包括：

步驟A，將工件固定于電化學體系中電解池(6)底部；

步驟B，通過宏微位移平臺移動探針電極至距離工件上方預設距離的位置；

步驟C，注入電解液至所述電解池(6)中；

步驟D，將電化學工作站的工作電極，輔助電極和參比電極連接至電化學工作站本體，將探針電極(7)連接至工作電極(WE)，輔助電極(RE)和參比電極(CE)浸入電解液中；

步驟E，將探針電極不斷向工件逼近；

步驟F，啟動電化學工作站；

步驟G，啟動位移臺，使工件相對于探針電極做運動，采集探針電極的電流，獲得電流信號曲線；

步驟H，調節可調傾斜臺，使由探針電極采集的電流信號曲線振幅不斷下降，直至其電流信號曲線振幅最小，此時工件調節至水平。

10.根據權利要求9所述的調平方法，其特征在于，所述可調傾斜臺為電動角位臺或擺角臺；

所述步驟H中調節可調傾斜臺的步驟包括：將由探針電極采集的電流信號曲線作為控制信號來驅動所述電動角位臺或擺角臺，以調整其傾斜度。