气压砂轮双层结构弹性力学分析及加工特性

为了提升激光强化后高硬度模具自由曲面的光整效果,提出基于软固结磨粒和双层结构弹性体的气压砂轮加工方法。对气压砂轮双层结构弹性力学特性进行分析。在圆形均布载荷环境下,分别引入磨粒层弹性模量与橡胶层弹性模量的比值m及橡胶层厚度与载荷半径的比值n,建立了双层结构弹性体加工应力计算模型以及接触形变公式。通过有限元分析软件ANSYS建立了气压砂轮双层结构弹性力学模型,给出了气压砂轮的应力分布规律以及形变特征。在试验分析中,通过短纤维增补的方法增强内橡胶层,通过耐水黏结剂控制外磨粒层,微观分析证实了双层结构弹性力学的分析假设。搭建气压砂轮加工试验平台,验证了气压砂轮可在短时间内提升高硬度激光强化模具表面质量的加工效果。试验结果表明,面向凹面工件时,较低n值的气压砂轮有助于提升表面质量;面向凸面工件时,在获得相同表面质量的情况下,较高n值的气压砂轮有助于提升加工效率。     

典型铁电功能材料加工技术现状及展望

针对铁电功能材料硬度低、脆性大、易破损、加工效率低,很难满足高效超精密加工的要求的问题,选取了三硼酸锂、硫化锌、硒化锌、碲锌镉等几种典型铁电材料,通过调研国内外最新的研究成果,对其加工原理、方法等进行了深入的分析研究。研究结果表明:随着游离磨料研抛、固结磨料研抛、单点金刚石超精密车削、数控抛光等技术广泛应用于铁电材料的加工中,铁电材料的面型精度、表面质量和加工效率得到了进一步的提升,其应用前景看好。     

岩性指示模拟反演技术在储层预测中的应用——以酒泉盆地青南次凹为例

酒泉盆地青南次凹下白垩统油藏储层为扇三角洲砂砾岩和湖相泥云岩,常规波阻抗反演的纵向分辨率低,仅能识别大套的扇体,不能预测扇体内的砂砾岩层,而且不易区分泥云岩与泥岩.岩性指示模拟反演突破了地震资料分辨率的限制,实现了地震波阻抗反演与地质统计模拟的结合,不仅提高了酒泉盆地青南次凹砂砾岩储层的预测精度,而且能够有效预测泥云岩储层,提高了不同岩性储层的预测能力.该技术在地震资料较差地区具有一定的推广、应用价值.     

钨及其合金超精密抛光研究进展

钨及其合金是当今高新技术产业重要的基础材料.近年来,科技的发展对材料表面质量提出了更高的要求,因此在特定条件下有必要对钨及其合金进行超精密抛光.聚焦高效、高质量、低损伤抛光,结合国内外相关研究,对适用于钨及其合金的超精密抛光方法如化学机械抛光(CMP)、电化学抛光(ECP)、磁流变抛光(MRF)、电流变抛光(ERP)、...     

不锈钢基板表面粗糙度对水膜吸附夹持的影响

目的从水膜吸附的功能研究出发,对不锈钢基板表面进行不同粗糙度处理,并测量不同基板对蓝宝石晶片的吸附力以及切向摩擦力的影响,从而得出粗糙度对水膜吸附效果的影响规律。方法通过砂纸打磨、研磨、抛光等方法,得到不同平均粗糙度(Sa=633.4、332.6、116.2、64.5、41.4nm)的不锈钢基板。利用接触角计对液滴在基板表面形成的静态接触角进行拍摄,得出不同粗糙度不锈钢表面的润湿性能。开发设计高精度的多维力测量平台,测量蓝宝石晶片在不同粗糙度不锈钢基板上润湿后的吸附力和切向摩擦力,并与未润湿的基板得到的测量结果进行对比研究,得出粗糙度对吸附力和摩擦系数的影响规律。结果5种粗糙度的不锈钢基板的静态接触角均小于90°,属于亲水性材料。水膜吸附条件下,吸附力大小随粗糙度的增加而减小;接触角大小随粗糙度的增加而增大,且吸附力的减小率和接触角的增大率趋势相似;摩擦系数随粗糙度的增大而增大。基板表面粗糙度较大时,水膜提供一定的粘滞力,使水膜吸附条件下比无水膜时的切向摩擦力更大;当粗糙度较小时,水膜更多的是润滑作用,此时比无水膜时的切向摩擦力要小得多。结论基板表面粗糙度较小时,基板能提供较大的吸附力,而摩擦力不如无水膜时的大;基板粗糙度较大时,吸附力相对较弱,但是摩擦力比无水膜的更大。在选择不锈钢基板作为水膜吸附夹持基板时,在保证足够吸附力的条件下,可以适当提高基板的表面粗糙度,抵抗晶片抛光过程中受到抛光垫的摩擦力。     

基于固结磨料盘的钽酸锂高效研磨加工试验研究

目的 实现钽酸锂材料的高效、高质量、低成本加工。方法 选择合适的添加剂作为辅料,利用树脂结合剂将3000#的金刚石磨料通过配混料、固化、压实、修整等步骤,制成金刚石固结磨料盘。以加工过程中钽酸锂工件的材料去除率、表面形貌以及粗糙度等作为评价指标,在相同粒径条件下,用游离磨料、固结磨料磨盘对钽酸锂晶片进行加工,对比加工结果。结果 在压力为4 kPa、研磨盘转速为140 rad/min的条件下,3000#金刚石游离磨料铸铁盘研磨Y-36°钽酸锂晶片10 min后,材料去除率为37.89 μm/h,表面粗糙度Sa由420 nm改善至233.308 nm,但是晶片表面出现深划痕,从而导致易破碎,且有少量磨粒残留在钽酸锂晶片上。而在相同加工条件下,采用3000#金刚石固结磨料盘研磨Y-36°钽酸锂晶片10 min后,材料去除率为66.19 μm/h,表面粗糙度Sa降低至97.004 nm,且晶片表面划痕较浅,无磨粒残留在钽酸锂晶片上。结论 采用固结磨料盘加工后的表面粗糙度比游离磨料加工后的表面粗糙度更低,表面形貌更好,材料去除率更高,达到了钽酸锂晶片精研的加工效率和表面质量。同时固结磨料盘研磨LT晶片时,其表面粗糙度随压力、转速增大而减小,材料去除率随压力、转速增大而增大。     

球棒校准国际比对

介绍了球棒校准的国际比对,测量采用激光和CCD成像系统的新方法,这种方法可以用于球棒和球板的高精度测量.     

砂结比对固结磨盘加工钽酸锂的影响

目的 提升钽酸锂晶圆的加工效率和表面质量.方法 采用8000#金刚石和树脂结合剂热压制成金刚石丸片,并拼接成固结磨盘,研磨钽酸锂.针对丸片配方的砂结比展开研究,设置3组砂结比变量11:9、7:3、17:3,对应磨粒的质量分数分别为55％、70％、85％.通过单个磨粒晶胞模型计算磨粒裸露比,即单位面积内磨粒裸露数与总磨粒数的比值(Ng/N).分析不同砂结比下磨粒与结合剂的分布状态变化,以及对加工钽酸锂晶圆表面粗糙度和材料去除率的影响规律.结果 3组磨粒质量分数55％、70％、85％制作的金刚石丸片,其磨粒裸露比分别为1.79％、2.26％、2.47％,加工后对应的晶圆表面粗糙度分别为4.558、1.634、2.999 nm.磨粒质量分数为85％的丸片材料去除率最高,70％次之,55％最低.研究发现,磨具表面磨粒裸露比随磨粒质量比的增加而增加,当加工表面裸露颗粒越多时,其加工效率越高,材料去除速率越大.过低的磨粒质量比使得裸露磨粒少,晶圆表面材料去除不均匀,表面出现冗起,表面质量差;过高的磨粒质量比又使得树脂对磨粒的陷阱效应削弱,加工后晶圆表面易产生明显划痕.结论 提高金刚石固结丸片砂结比,能有效地改善丸片表面的磨粒裸露比,实现钽酸锂高表面质量和高材料去除率的晶圆加工,但过高的砂结比极易导致表面划痕的产生.     

玻璃材料高速抛光用固着磨料磨具试验研究

目的实现玻璃材料的高效高质量低成本抛光。方法选择不同添加剂作为辅料制作固着磨料抛光磨具,阐明制作工艺流程、添加剂辅料配方及比例、固着磨料磨具对材料硬度、剪切强度等性能的影响。以工件材料去除率、表面质量以及磨耗比等作为评价指标分析不同添加剂辅料对加工效果的影响,并通过等效系数优化方法确定添加剂辅料的最优配方。结果碳化硅与钼酸铵可增加磨具的硬度和剪切强度,磨具中加入适量氧化铝可有效提高工件表面质量。结论固着磨料抛光磨具的添加剂辅料最优配方为:10.6%(质量分数)4000#Al2O3和2%(质量分数)10000#SiC。     

基于三点法的拟人化研磨测量仪器设计

针对目前国内尚无快速、经济、有效的模仿手工研磨抛光操作的大尺寸平面自动化研磨直线度检测的现状,通过对测量对象的深入研究,提出了基于三点法的直线度测量方法,在此基础上确定了测具的结构参数和LES1型位移传感器,选用Atmega16单片机应用于捕捉脉冲信号的传感系统,完成了测量仪器的设计和制造。研究结果表明,该测量仪器能够满足自动加工中对直线度测量精度的要求,为挤出平模头自动化研磨技术提供了一种可以选用的测量仪器。并且,此设计方案已经得到应用。