《表面技术》2009年第4期

半固着磨具在非晶态Ni-Pd-P合金薄膜铜片衬底精密研磨中的应用 非晶态Ni-Pd-P合金薄膜具有非常好的热传导性和耐磨性，因而被广泛用作防护镀层。铜片由于其良好的导电性能被选为生长非晶态Ni-Pd-P合金薄膜的衬底材料。     

不锈钢平面的半固着磨粒加工

以马氏体不锈钢SUS 440C为加工对象,使用#3000碳化硅磨粒进行半固着磨粒和游离磨粒加工.半固着磨具与工件的接触采用面-面接触方式,半固着磨具使用SSB结合剂,磨粒重量浓度为60%,孔隙率为70%.游离磨粒加工中研具材料为球墨铸铁.两种加工方法中,加工开始10 min后工件表面粗糙度迅速由Ra 0.2 μm左右降低至Ra 0.07 μm以下,加工30 min后工件表面质量趋于稳定.工件表面质量主要取决于磨粒粒度与加工时间,加工载荷与磨具/研具转速的影响较小.半固着磨粒加工可获得比游离磨粒加工更高的表面质量.     

砂浆对固结磨具研磨垫研磨SiC工件的影响

为高效、稳定加工SiC工件,采用碳化硅砂浆辅助亲水性固结磨具研磨垫精研的方法,实验比较砂浆辅助固结磨具研磨垫研磨与传统固结磨具研磨垫研磨的差异,并研究砂浆中碳化硅的颗粒尺寸和质量分数对SiC工件精研去除率和表面形貌的影响。通过测算研磨垫的溶胀率和磨损率,探索碳化硅砂浆的作用机制。结果表明:在砂浆中添加颗粒尺寸为3~5 μm、质量分数为3%的SiC时,精研过程的平均材料去除率为1.424 6 μm/min,工件表面粗糙度R_a为84.6 nm;而没有砂浆辅助精研时,材料去除率为0.040 0 μm/min,表面粗糙度R_a为61.4 nm。碳化硅砂浆的加入能有效提高亲水性固结磨具研磨垫的自修整能力,其自修整能力随砂浆中碳化硅的尺寸和质量分数增大而增强,材料的去除率提高,工件表面质量略降。      

合金薄膜铜衬底抛光质量对薄膜表面结构的影响

合金薄膜具有良好的导电性、抗磨损性质,已成为半导体产业的技术热点.铜做为合金薄膜衬底材料时,要求其有完美的表面.本文采用氧化铝微粉和金刚石抛光膏对合金薄膜铜衬底进行了机械研磨和抛光的实验研究,采用接触式粗糙度仪、AFM、台阶仪和光学显微镜对比分析了铜衬底表面粗糙度、表面均匀性和平面度的变化规律.初步探讨了铜衬底表面对Pd-Ni-P合金薄膜表面结构的影响,研究结果表明采用1 μm平面度,Ra小于3 nm且抛光均匀性好的光滑铜衬底可以获得良好的合金薄膜.     

钛酸钡陶瓷基片的双面研抛加工研究

采用氧化铝磨料对钛酸钡(BaTiO3)陶瓷基片进行双面研磨加工,分析磨料粒径、研磨压力、研磨盘转速、磨料浓度以及研磨液流量等研磨工艺参数对基片表面粗糙度和材料去除率的影响。采用双面研磨工艺,依次用W14、W7、W5的氧化铝磨料对钛酸钡陶瓷基片(原始粗糙度Ra0.219μm)在研磨压力3.26kPa、研磨盘转速为37r/min、磨料质量浓度为9%、研磨液流量10mL/min的研磨参数下,进行粗研、半精研、精研,取得了表面粗糙度Ra0.076 6μm的研磨片。对研磨片继续用W0.2SiO2抛光可获得表面粗糙度Ra为6nm的超光滑表面。同时,用激光共聚焦显微镜和扫描电镜观察了不同加工阶段的基片表面形貌,并分析了材料去除机理;采用氧化铝磨料的研磨过程中,材料以脆性断裂去除为主;采用SiO2磨料抛光过程中,工件材料以塑性去除为主。     

单晶α-氧化铝晶圆的研磨特性研究

开发微孔陶瓷研磨装置,并制备GC磨料和C磨料研磨盘,分别对单晶α-氧化铝晶圆进行研磨加工试验。试验结果表明:与C磨料研磨盘相比,GC磨料研磨盘对单晶α-氧化铝晶圆的研磨效果更佳;使用GC磨料研磨盘研磨10 min后,晶圆材料去除率为1.05～1.15μm/min,表面粗糙度S_a达15～16 nm;在研磨40～50 min时,研磨盘的研磨效率下降,晶圆材料去除率增加至1.4～1.5μm/min,但表面粗糙度S_a仅提高至15.5～16.5 nm。尽管如此,在保证表面加工质量的前提下,晶圆的材料去除率仍能达到1μm/min以上的工业加工标准,表明所开发的微孔陶瓷研磨装置能够较好地满足单晶α-氧化铝晶圆的研磨加工要求。     

微复制金刚石研磨片对玻璃加工质量的影响

利用固结式微复制金刚石研磨片(Trizact Diamond Tile,TDT)对不同玻璃进行减薄研磨,确定不同粒度金刚石TDT的磨削去除率;研究了研磨后的玻璃加工质量,测量了玻璃表面粗糙度及玻璃亚表面损伤层的状态。同时用9μm粒度碳化硅浆料做对比研磨试验。结果表明,同样粒度的金刚石TDT与传统的碳化硅浆料研磨相比可以得到更高的磨削去除率,减少玻璃亚表面损伤层,降低粗糙度。对于康宁玻璃,9μm粒度的TDT可以达到95μm/min的磨削去除率,是同粒度碳化硅浆料研磨的2倍多;Ra可以达到0.37μm,明显好于碳化硅浆料研磨;亚表面损伤也减轻很多。采用2μm粒度的TDT研磨后可获得Ra0.09μm、接近透明的表面。     

易解理氧化镓晶片的半固结研磨工艺

目的 为了探究在半固结研磨工艺下的工艺参数对单晶氧化镓(100)晶面材料去除率和表面形貌的影响。方法 通过单因素试验研究研磨垫上磨料的粒度、研磨压力和研磨盘转速等工艺参数对氧化镓晶片材料去除率和表面粗糙度的影响规律,并采用正交试验对工艺参数进行优化。结果 实验结果表明,随着研磨垫上磨料粒度的增大,材料的去除率也逐渐增大,表面粗糙度也逐渐增大;随着研磨压力的增大,材料去除率逐渐增大,表面粗糙度增大的趋势逐渐减缓;随着研磨盘转速的增大,材料去除率逐渐增大,表面粗糙度变化不大。最后通过正交试验优化了工艺参数,得到优化后的最佳工艺组合,研磨垫上磨料的粒度为3μm,研磨压力为2940 Pa,研磨盘转速为60 r/min,研磨后氧化镓表面粗糙度为26 nm,材料去除率为3.786 nm/min。结论 半固结研磨工艺可以抑制解理现象,并且通过选择合适的半固结研磨工艺参数能够稳定有效地降低表面粗糙度,获得较好的氧化镓表面,并为后续的精密抛光工艺提供了技术依据。     

安全阀阀座与阀瓣研磨工艺的实验研究

目的 提高安全阀阀座与阀瓣的研磨维修质量和工作效率.方法 以砂纸为研磨介质,研究砂纸的细度、研磨压力、研磨机转速、研磨时间、研磨路径对阀座与阀瓣材料去除率与表面粗糙度的影响.通过正交实验,综合考虑各个工艺参数对材料去除率和表面粗糙度的影响,选择最佳工艺.结果 最佳工艺下,安全阀关闭件的材料去除率为26.2μm/min,表面粗糙度为0.028μm,研磨修复效率提高到90%.结论 研磨维修的最佳工艺为:砂纸目数1500目,研磨压力30 N,研磨机转速50 r/min,研磨时间20 min,研磨路径8字形.     

磨粒粒径对固结磨料研磨石英玻璃的加工性能影响

固结磨料研磨垫的磨粒粒径是影响其加工效率和表面质量,以及下阶段抛光过程的重要因素。使用5μm、14μm和30μm三种粒径的金刚石固结磨料研磨垫加工石英玻璃,分析磨粒粒径对工件表面质量、材料去除率、声发射信号、摩擦系数和磨屑的影响,并结合磨粒切深选择最佳磨粒粒径。结果表明:随着磨粒粒径增大,材料去除率和表面粗糙度值均增大,声发射信号的均值和振幅显著提高,摩擦系数到达稳定水平需要的时间延长。14μm粒径磨粒的切深分布接近石英玻璃的脆塑转变临界切深201.2nm。选用粒径14μm的金刚石固结磨料研磨垫加工石英玻璃,其材料去除率为5.65μm/min,石英玻璃的表面粗糙度值Ra为66.8nm,满足硬脆材料的高效、高质量研磨要求。     

STUDY ON Ni-Cr SYSTEM SOLAR SELECTIVE THIN FILMS PREPARED BY MAGNETRON REACTIVE SPUTTERING PROCESS

1. IntroductionSolar selective thiIl solid fil1us are the key part for solar heat collect'ors. But ll1ostfactories still produced solar absorptive filn1s by traditional tecIl11ology sucl1 as pai1ltillga1ld electrocl1eluical process that nlust result in po…     

Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的循环形变及疲劳特性

对称循环载荷作用下Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的循环疲劳特性的测试表明，完全非晶试样在常应力幅循环载荷作用下出现了轻微的循环软化现象，非晶基体中析出的细小淬态相使试样出现了更加明显的循环软化现象，而且细小淬态相在循环载荷作用下有从非晶基体向外突出的趋势，在淬态相与非晶基体的界面处还出现了微裂纹，但是带有粗大晶相块状非晶试样在循环形变过程中循环软化现象又变得不是很明显。     

离子束溅射法制备Ti—Ni贮氢薄膜的研究

介绍了用离子束溅射制备贮氢薄膜的方法。采用钛板与镍板拼合靶制备的Ti—Ni薄膜为非晶态,具有良好的附着力和抗粉化能力,而晶化后的贮氢性能更好。     

Cu坯料纯度对Cu46Zr42Al7Gd5合金非晶形成能力与显微硬度的影响

采用铜模吸铸法制备直径为3 mm的Cu46Zr42Al7Gd5块体非晶合金;研究Cu坯料纯度对该合金非晶形成能力、热稳定性和显微硬度的影响.结果表明:采用纯度较低的Cu坯料,分别以25%和50%的比例替代纯度较高的Cu坯料后,仍可制备直径为3 mm的非晶态合金;当替代比例提高到75%或更高时,合金呈现完全晶态相;当替代比例为25%时,合金的玻璃化转变温度为669 K,晶化温度为749 K,过冷液相区为80 K;当替代比例为50%时,合金的玻璃转化温度为684 K,晶化温度为751 K,过冷液相区为67 K;两种替代比例(25%和50%)的合金经573 K保温1 h热处理后,仍然保持非晶态结构;当替代比例为25%时,合金经673和773 K热处理后,合金由基体及弥散分布于其上的第二相组成,显微硬度明显提高;当替代比例为50%时,经673 K处理后,合金由基体及不均匀弥散分布于其上的第二相组成,显微硬度有所提高,而经773 K处理后,由第二相弥散分布于白色基体的白色区域和由细小白、灰两相混合组成的灰色区域组成,显微硬度大幅度提高.     

MAGNETIC ANISOTRIPY IN SPUTTERED NdFeB FILMS

The amorphous and crystalline NdFeB films were prepared by RF sputtering at differentsubstrate temperatures.The crystalline specimens,prepared at 600℃ have strong perpendicu-lar anisotropy and high coercivity.And the cystallized alloy from amorphous state also hasstrong perpendicular anisotripy.     

Structure and magnetic properties of an annealed FeCuNiSiB amorphous alloy

The effect of annealing on the magnetic properties and structural state of ribbons of a FeNiSiB amorphous alloy and of the alloy modified with copper is studied. The copper addition is shown to extend the temperature range of annealing that can be used to improve the magnetic properties of the alloy. The presence of copper changes the character of the onset of crystallization, namely, the volume, rather than the surface (like in the case of the copper-free alloy), crystallization is observed when the annealing temperature exceeds the temperatures corresponding to the optimum temperature range.     

An Experimental Investigation of Laser Cladding

Laser cladding uses a laser beam to fuse materials with enhanced metallurgical properties on a substrate. A thin layer of the substrate is molten achieving good metallurgical bonding with the added material. In this paper experimental data from an industrial application of laser cladding are presented and discussed. The material of the substrate was an aluminum alloy and the cladding material was copper based powder. Under constant laser power and beam diameter, experiments were performed using various powder feed rates, process speeds and gas supply. The dimensions of the clad as well as the alloying and dilution depth were measured. The experimental data were analyzed in order to obtain a working range for the process parameters.     

On the elastic modulus and hardness of co-sputtered Zr–Cu–(N) thin metal glass films

This work focuses on the properties of Zr–Cu–(N) deposits obtained by magnetron co-sputtering of Zr and Cu targets in pure argon or in argon nitrogen gas mixtures. Microstructure and mechanical properties (hardness and Young's modulus) were investigated versus deposition parameters. The composition of the Zr–Cu alloy films on the full binary range was accurately controlled by means of the discharge current intensity on both Zr and Cu targets. Deposits were observed to be amorphous single phased in a large range of copper content, the hardness and Young's modulus of the amorphous phase increasing with the latter. A small amount of nitrogen in the gas mixture leads to higher hardness and Young's modulus values.     

钛合金表面离子束增强沉积膜层的环境适应性和接触相容性

利用离子束增强沉积技术在钛合金表面制备CrN硬质抗磨层和CuNiln固体润滑膜层。通过电化学测试技术对比研究了膜层和钛合金基材在含Cl介质中的抗蚀性能和接触腐蚀敏感性，利用高温静态氧化方法评价了膜层的抗氧化性能。结果表明：(1)CuNiln膜层耐电化学腐蚀性能和抗氧化性能显著优于Cu，在含Cl介质中与钛合金接触相容。(2)在含Cl水溶液中，CrN膜层耐蚀性好，与钛合金接触相容；在HCl HF混合酸中，CrN膜耐蚀性能远优于钛合金；抗氧化性能优于Ti。     

钴硼合金功能膜的制备与结构分析

以ＮａＢＨ４为还原剂用化学沉积方法成功制备了钴硼合金功能膜。通过大量试验,优化出一种沉积速率较快的镀液配方与工艺。采用ＸＲＤ、ＴＥＭ等仪器对沉积膜的镀态结构和组织性能进行了测试,研究了合金的沉积速率与结构。试验获得的合金膜显微硬度较高,表面光亮致密,且与基体结合牢固;虽然ＸＲＤ的检测结果显示沉积膜为非晶态结构,ＴＥＭ的进一步分析表明,沉积膜是非晶态＋晶态的过渡态结构,从而对钴硼合金沉积膜作了较为全面的评价。