金属微细槽在电子、通信、航空航天、生物医学等领域有着广泛的应用。超快激光加工在100μm及以下尺寸的微细槽加工中具有较大的潜力。为了提高金属微细槽的加工精度和加工质量,减小槽壁斜度,采用空间整形飞秒激光加工的方法,应用空间光调制器将高斯光整形为矩形平顶光,在高温合金上进行微细槽加工实验。结果表明,空间整形飞秒激光加工微细槽的槽壁斜度相较于高斯光束的加工结果明显减小,加工质量明显提高。此外,采用该方法分别加工了宽度为10,20,150μm的深槽,结果显示,深槽槽壁截面未出现明显的热影响区域,说明该方法具有卓越的加工能力和极大的应用潜力。

为了改进加工间隙内电解产物的排出条件和加速电解液的更新，提出了一种嵌套式微细中空电极的精确可控焊接制备工艺。仿真分析了电极的过流特性，优化了电极长度，并进行了性能测试及加工实验。通过穿丝、黏结、嵌套尺寸及位置调整和焊接工序，制备出加工段内径为65 μm、外径为130 μm、长3.25 mm左右，后段便于装夹和连通的嵌套式中空电极。在供液压力为1.15 MPa时，其出口流速可达10 m/s左右。利用制备的中空电极，开展微细孔电解加工实验，在0.5 mm厚不锈钢片上加工出最小入口孔径约为157 μm,出口孔径约为133 μm的微细孔，并将其延伸应用于微结构加工中，铣削出了长554 μm、宽160 μm、深224 μm的微细T型槽。实验结果表明: 制备的微细中空电极有效提高了加工间隙内电解液的流动特性，且连/导通可靠、装夹方便，适用于高深宽比微结构的电解加工。

针对高热流密度器件的散热问题，设计了有扰流微细槽道散热器。采用去离子水为工作介质，对其内流动和换热特性进行实验研究，结果表明：流体流过槽道时单位长度压降与雷诺数成正比，扰流对槽道内压降特性影响较小；存在最佳的雷诺数使有无扰流情况下槽道内换热努谢尔特数差别最大，并拟合了不同情况下努谢尔特数和雷诺数的关系式；采用进口段无量纲加热长度分析发现，扰流导致流体的热进口段长度增加；分析压降和进口热阻特性可以发现，在槽道长度一定时存在最佳流速使带扰流的微槽道的性能最佳。