为了满足半导体加工等行业的超洁净流控要求,设计了一种超洁净磁悬浮针阀。超洁净磁悬浮针阀以超洁净氟塑料裹覆永磁体为阀芯,以电磁铁为外部驱动,利用磁悬浮原理实现阀芯的无接触控制。阐述了该磁悬浮针阀的工作原理,通过仿真计算,提出电磁铁的设计方案,对电磁铁的线圈和铁芯进行优化,为阀的力学性能和尺寸特征优化提供了方法指导,并针对阀芯受到的径向力和轴向力进行了分析,验证了方案的可行性。

聚四氟乙烯(PTEE)是超洁净流控元件的主要材料之一。针对聚四氟乙烯机械加工后的表面粗糙度问题,从改变进给量及车刀材料选择和切削液是否使用的角度探究机械加工PTFE表面形貌的形成机理,发现了随着车刀停留时间的增加,PTFE表面粗糙度迅速降低并最终保持在一个稳定值,而车刀材料和是否使用切削液也对PTFE机械加工后的表面形貌有非常显著的影响;通过共聚焦激光显微镜和原子力显微镜(AFM),在不同的尺度下观察了加工后PTFE的表面形貌,为从微观层面解释聚四氟乙烯机械加工后表面形貌的形成提供了直观的观测结果,从而揭示了表面形貌与车削加工参数的映射关系,并为氟塑料车削工艺的优化提供了指导性依据。