单晶硅裂纹萌生的刻划深度研究

单晶硅作为典型的脆性材料,实现其塑性域去除加工的关键是使切削深度小于裂纹萌生切削深度。采用断裂强度理论,建立单晶硅刻划加工时的径向裂纹、中位裂纹和横向裂纹萌生刻划深度计算方法,计算得到裂纹萌生的刻划深度和划痕深度。设计高速刻划单晶硅的玻氏压头试验装置,并进行单晶硅片刻划试验,实测其径向裂纹萌生的划痕深度,其划痕深度计算值与试验测量值一致性较好。      

电镀金刚石线锯使用性能的试验研究

为评价电镀金刚石线锯的使用性能,搭建恒力进给式金刚石线锯性能评价试验机,对编号为Ⅰ、Ⅱ的2种基体直径相同的电镀金刚石线锯进行单晶硅切片试验,记录切片时间,计算锯切效率,利用粗糙度仪、光学显微镜、扫描电子显微镜分别测量硅片表面粗糙度、锯缝宽度及锯丝表面磨粒脱落率。试验结果表明:金刚石线锯性能评价试验机能够定量评价电镀金刚石线锯的使用性能;Ⅰ号线锯的锯切效率比Ⅱ号线锯的高13.6%;用Ⅱ号线锯切片得到的硅片走丝方向、进给方向的表面粗糙度分别比用Ⅰ号线锯的小17.5%、10.8%;Ⅰ号线锯的锯缝宽度比Ⅱ号线锯的小3.8%;Ⅱ号线锯的使用寿命比Ⅰ号线锯的长;Ⅰ号线锯的磨粒脱落率是Ⅱ号线锯的2.1倍。