答辩博士：毕晓磊
指导教师：曲宁松教授、曾永彬教授
论文题目：太赫兹微金属矩形波导腔体电化学制造技术研究
答辩委员会：
主席：汤文成 教授/博导 东南大学
委员：康 敏 教授/博导 南京农业大学
朱 荻 教授/博导 南京航空航天大学
李 亮 教授/博导 南京航空航天大学
朱增伟 教授/博导 南京航空航天大学
曾永彬 教授/博导 南京航空航天大学
李寒松 教授/博导 南京航空航天大学
秘书：王登勇 副教授/硕导 南京航空航天大学
时间：2020年12月16日14:30
地点：南航明故宫校区4#202
学位论文简介：
太赫兹技术在无线通信、雷达成像、生物医学、无损检测、空间探测等领域具有重大应用价值。太赫兹波的发生、传输、接收、探测和成像等依赖于各种类型的太赫兹器件，这些太赫兹器件中往往具有金属或表面金属化的矩形腔体结构，其尺寸精度和表面粗糙度等加工技术指标要求很高。随着太赫兹技术的应用向高频段迈进，其所需太赫兹器件结构的技术指标要求更为严苛，对当前的微加工技术提出了严峻的挑战。
太赫兹微金属矩形波导腔体是典型的太赫兹矩形腔体结构，优点众多且应用广泛，但其高频段的制造至今尚未取得突破。电化学制造技术以离子尺度的材料添加或去除能力、不产生加工应力、无加工热影响区、无熔融层微裂纹等优势，已经被用于众多领域的微小结构/零件制造，在高频段太赫兹微金属矩形波导腔体制造方面具有相当大的潜力。论文针对高频段太赫兹微金属矩形波导腔体的制造难题，提出了电化学制造的方法。
主要研究工作包括：
（1）提出了太赫兹微金属矩形波导腔体电化学制造方法。提出了基于牺牲芯模的太赫兹微金属矩形波导腔体电化学制造方法的总体思路以及其主要步骤的具体实施方法；规划了基于电化学沉积牺牲芯模的组合式太赫兹微金属矩形波导腔体电化学制造工艺方案和基于微细电解线切割加工牺牲芯模的整体式太赫兹微金属矩形波导腔体电化学制造工艺方案；分析了基于牺牲芯模的太赫兹微金属矩形波导腔体电化学制造方法所具有的优势。
（2）进行了组合式太赫兹微金属矩形波导腔体的电化学制造技术研究。以镍作为牺牲芯模电沉积的材料，电化学沉积制备了端面尺寸对应于1.7 THz微金属波导腔体的镍牺牲芯模；以镍牺牲芯模为基础，实现了频段为1.7 THz的组合式太赫兹微金属矩形波导腔体结构样件的制造，测量结果达到了技术指标要求。
（3）进行了镍牺牲芯模整体式太赫兹微金属矩形波导腔体的电化学制造技术研究。探究了实现单一加工指标最优其他加工指标相对较好的微细电解线切割加工的工艺规律，实现了对应于频段为1 THz的太赫兹微金属矩形波导腔体端面尺寸的镍牺牲芯模加工；以镍牺牲芯模为基础，实现了频段为1 THz的镍牺牲芯模整体式太赫兹微金属波导腔体结构样件的制造，测量结果达到了技术指标要求。
（4）进行了铝牺牲芯模整体式太赫兹微金属矩形波导腔体的电化学制造技术研究。开展了铝间歇超声振动辅助微细电解线切割加工的实验研究，实现了对应于频段为1.7 THz的太赫兹微金属矩形波导腔体端面尺寸的铝牺牲芯模的间歇超声振动辅助微细电解线切割加工；以铝牺牲芯模为基础，实现了频段为1.7 THz的铝牺牲芯模整体式太赫兹微金属波导腔体结构样件的制造，测量结果达到了技术指标要求。
主要创新点如下：
（1）提出了基于牺牲芯模的太赫兹微金属矩形波导腔体电化学制造方法，实现了频段为1 THz 和1.7 THz的太赫兹微金属矩形波导腔体结构样件的电化学制造。
（2）阐明了微细电解线切割加工电解液类型及浓度、进给速度、电参数（脉冲电压、脉冲宽度、脉冲周期）对加工一致性、加工表面粗糙度、加工圆角半径等加工结果指标的影响规律，获得了利用微细电解线切割加工制备单一加工结果指标最优其他加工指标相对较好的金属微结构方法。
（3）提出了间歇超声振动辅助微细电解线切割加工铝的方法，提高了铝长轨迹微细电解线切割加工的加工稳定性和加工一致性。
