[发明专利]微细电解加工碳纳米管工具电极制备方法及多功能工作槽

权利要求书

1.一种微细电解加工碳纳米管工具电极制备方法，其特征在于包括以下过程：

步骤1、在工具电极制备槽(A)中，运用电化学刻蚀方法对原始工具电极钨棒（13）进行加工，制备多节针尖状钨电极； 

步骤2、在碳纳米管焊接池(B)内，在显微镜（14）视场下，用电压法将碳纳米管焊接于钨电极针尖上；

步骤3、在薄膜微细电铸池(C)中，采用薄膜微细电铸的方法将钨电极与碳纳米管连接的部位电铸一层金属镍； 

上述工具电极的移动通过精密移动轴Z轴（5）带动；上述工具电极制备槽(A)、碳纳米管焊接池(B) 、薄膜微细电铸池(C)的移动通过于XY精密位移台（9、10）实现。

2.根据权利要求1所述的微细电解加工碳纳米管工具电极制备方法，其特征在于：

上述步骤1具体过程如下：上述工具电极制备池（A）内具有带工作孔的第一不锈钢板（24）；电解液浸没第一不锈钢板（24）；工作时不锈钢板（24）与电源负极相连，工具电极与电源正极相连；将原始工具电极钨棒（13）穿过第一不锈钢板（24）上的工作孔浸入电解液面下一定深度，开始进行电化学刻蚀；经过一段时间的电化学刻蚀后将电极向上提起一段距离，继续进行电化学刻蚀，一段时间后再向上提起一段距离，继续进行电化学刻蚀，直至刻蚀出所需直径。

3.根据权利要求1所述的微细电解加工碳纳米管工具电极制备方法，其特征在于：

上述步骤2具体过程如下：上述碳纳米管焊接池(B)中具有第二不锈钢板（23），第二不锈钢板（23）上用导电胶（22）粘结有阵列的多壁碳纳米管（16）；工作时多壁碳纳米管（16）通过第二不锈钢板（23）与电源正极相连，工具电极与电源负极相连； 在显微镜（14）放大视场下，找到突出在最前面的一根碳纳米管，让钨电极靠近突出的碳纳米管，当碳纳米管和钨电极之间的距离为1-10微米时，在两者之间施加8~30V交流或者直流电压，直至碳纳米管被电极端部吸引，再调节精密微动台，使碳纳米管的轴线与工具电极轴线的方向一致，然后在两者之间施加30~60V交流或者直流电压，碳纳米管与工具电极之间发生电弧放电，获得碳纳米管工具电极。

4.根据权利要求1所述的微细电解加工碳纳米管工具电极制备方法，其特征在于：

上述步骤3具体过程如下：上述薄膜微细电铸池(C)中悬置一镍环（15）； 将粘结好的碳纳米管工具电极穿过镍环，然后用吸管吸取电铸液并注入镍环，形成一层薄薄的电铸液液膜；工作时碳纳米管与电源阴极相连，镍环与电源阳极相连；控制电铸时间，即可将钨电极与碳纳米管的粘结的部分电铸一层金属镍；金属镍的厚度通过调节电铸的电流密度和时间来控制，电流密度越大，时间越长，镍层的厚度越厚。

5.用于权利要求1所述的微细电解加工碳纳米管工具电极制备方法的多功能工作槽，其特征在于：该多功能工作槽（8）由工具电极制备池（A）、碳纳米管焊接池(B)和薄膜微细电铸池(C)组成；

上述工具电极制备池（A）内具有U型底座（21），U型底座（21）上固定着带工作孔的第一不锈钢板（24）； 

上述碳纳米管焊接池(B) 内具有U型底座（21），U型底座（21）上固定着第二不锈钢板（23），第二不锈钢板（23）上用导电胶（22）粘结有阵列的多壁碳纳米管（16）； 

上述薄膜微细电铸池(C)内具有L型底座(18)，L型底座(18)上悬置一金属圆环（15）； 

根据权利要求5所述的多功能工作槽，其特征在于：上述工具电极制备池（A）中的第一不锈钢板（24）厚度为1.8-2mm，所述工作孔直径为4-5mm。

6.根据权利要求5所述的多功能工作槽，其特征在于：上述薄膜微细电铸池(C)中的金属圆环（15）直径为4-5mm，使用直径为200μm的镍丝弯曲而成。