[發明專利]一種利用激光進行陽極局部活化實現定域電沉積的方法及裝置

在審

• 申請號: 202111492737.6
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114351233A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 冷志豪;徐坤;朱浩;郭盛;唐陽帆;梁文惠;張朝陽;劉洋
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C25F1/04
• 分類號: C25F1/04;C25F7/00;C25D5/34;C25D5/54;C25D17/00;C25D5/02;B23K26/352
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1.一種利用激光進行陽極局部活化實現定域電沉積的方法，其特征在于，利用激光輻照和電化學反應去除工件(7)上特定區域的氧化膜，調整電化學回路電流流向對工件(7)上去除過氧化膜的區域定域電化學沉積。

2.根據權利要求1所述的利用激光進行陽極局部活化實現定域電沉積的方法，其特征在于，所述工件(7)為在空氣中能夠生成氧化膜的金屬或者半導體材料。

3.根據權利要求1所述的利用激光進行陽極局部活化實現定域電沉積的方法，其特征在于，在去除工件(7)上特定區域的氧化膜步驟中，工件(7)連接直流脈沖電源(10)的正極，工具電極(8)連接直流脈沖電源(10)的負極，工件(7)置于電解液中，從而形成電化學回路，利用激光束(5)輻照工件(7)特定區域以實現去除特定區域的氧化膜。

4.根據權利要求3所述的利用激光進行陽極局部活化實現定域電沉積的方法，其特征在于，去除工件(7)上特定區域的氧化膜后，工件(7)與工具電極(8)分別與直流脈沖電源(10)的負極和正極連接，對工件(7)上去除過氧化膜的區域定域電化學沉積。

5.根據權利要求1所述的利用激光進行陽極局部活化實現定域電沉積的方法，其特征在于，定域電沉積時，利用激光輻照去除過氧化膜的區域，強化定域沉積過程。

6.根據權利要求1至5任一項所述的實現利用激光進行陽極局部活化實現定域電沉積的方法的裝置，其特征在于，包括激光輻照系統、電沉積加工系統和運動控制系統；所述激光輻照系統包括脈沖激光器(2)、反射鏡(3)、聚焦透鏡(4)和輔助陽極(6)；所述激光器(2)發出的激光經反射鏡(3)改變光路經聚焦透鏡(4)聚焦后的激光束(5)經過輔助陽極(4)輻照到工件(7)上；

所述電沉積加工系統包括直流脈沖電源(10)、電流轉向裝置(11)、工作槽(13)、電解液(9)和工具電極(8)；

所述直流脈沖電源(10)通過電流轉向裝置(11)分別與工件(7)和工具電極(10)連接；通過電流轉向裝置(11)可以調整電化學回路電流的方向；

所述工作槽(13)內置有電解液(9)，工件(7)置于電解液(9)中；

所述運動控制系統包括計算機(1)和運動控制器(12)，所述計算機(1)控制脈沖激光器(2)和直流脈沖電源(10)；所述運動控制器(12)控制x-y-z三坐標移動平臺(14)；所述x-y-z三坐標移動平臺(14)上安放有工作槽(13)；

通過調節x-y-z三坐標移動平臺(14)的運動和計算機控制脈沖激光器(2)從而調節激光束(5)相對工件(7)的位置。

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述輔助陽極(4)材料為透明導電材料。

8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述輔助陽極(4)材料為透明導電聚合物。

9.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述電流轉向裝置(11)包括四個接口a、b、c和d，其中，a、d兩個接口均可以連通直流脈沖電源(10)的負極，b、c兩個接口均可以連通直流脈沖電源(10)的正極。

10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，去除工件(7)上特定區域的氧化膜時，工件(7)連接b接口從而連通直流脈沖電源(10)的正極，工具電極(8)連接d接口從而連通直流脈沖電源(10)的負極；對已去除氧化模的工件定域電沉積時，工件(7)連接a接口從而連通直流脈沖電源(10)的負極，工具電極(8)連接c接口從而連通直流脈沖電源(10)的正極。