不锈钢管内孔旋转磁场磁粒光整加工

利用脉冲电路控制发生的旋转磁场 ,实现不锈钢管内孔表面旋转磁场磁粒光整加工 ,研究磁极结构对加工质量的影响。实验结果表明 :不同的磁极结构 ,光整加工效果不同 ,其中 N- S- S- N型效果最好 ,N- S- N- S型效果最差。该工艺为旋转磁场磁粒光整加工在实际生产中推广应用提供有益的依据。     

碳化硅晶体电化学机械抛光工艺研究

针对碳化硅晶体抛光效率低的问题,研究碳化硅晶体的电化学机械抛光工艺,对比NaOH、NaNO₃、H₃PO₄ 3种电解液电化学氧化碳化硅晶体的效果。选用0.6 mol/L的NaNO₃作为电化学机械抛光过程的电解液,使用金刚石–氧化铝混合磨粒,通过正交试验研究载荷、转速、电压、磨粒粒径对电化学机械抛光碳化硅晶体的表面质量和材料去除率的影响。采用优选的试验参数进行抛光试验,结果表明:在粗抛阶段可实现20.259 μm/h的高效材料去除,在精密抛光阶段可获得碳化硅表面粗糙度S_a为0.408 nm的光滑表面。      

无氰脉冲电镀金-钯-铜合金工艺

研究了一种以亚硫酸钠为主配位剂的无氰脉冲电镀金-钯-铜合金工艺。综合考虑镀层表面形貌和镀液沉积速率,得出优选电镀工艺参数为:电流密度0.25 A/dm~2、占空比10%、脉冲频率900 Hz、电镀温度60℃。利用超景深显微镜对镀层表面形貌进行观察分析;利用X射线衍射对镀层物相成分进行分析;同时采用热震法、弯折法检测了镀层结合力;利用维式硬度计测量了镀层硬度。表征结果表明:所得镀层除金、钯、铜元素外,无其它杂质元素;镀层表面细致均匀,孔隙率低,平整性好,无裂纹;镀层硬度高,镀层结合力好。     

铁基金刚石磁性磨料的制备及其性能研究

目的制备一种新型磁性磨料,解决结合剂对磨粒相把持力不足的问题。方法以碳钢钢球为铁磁相,以金刚石微粉为磨粒相,以化学镀镍层为结合剂,通过化学复合镀加滚镀的方式制备铁基金刚石磁性磨料。应用扫描电子显微镜(SEM)对磁性磨料的形貌和元素组成进行分析,采用XRD衍射仪对不同热处理温度下镀层的晶态结构进行检测,通过维氏硬度计和WS-2005涂层附着力划痕仪测量硬度和结合力。以45钢平面加工为例,研究不同粒径的铁磁相和磨粒相对磁性磨料加工性能的影响。结果由扫描电镜观察磁性磨料表面形貌,发现金刚石微粉在整个镀层表面都有沉积且分布均匀,没有团聚现象,EDS能谱图显示镀层主要由Ni,P,C 3种元素组成。热处理温度为400℃时,镀层维氏硬度达到最高805.12HV,此时镀层与铁基体的结合力为130 N。磁力研磨加工实验中发现表面粗糙度和材料去除率与磨粒相和铁磁相的粒径有关,Ra最低下降到0.11μm。结论所制备的球形磁性磨料具有较高的硬度和结合力,磁力研磨加工性能优良。     

核主泵用斜波纹面型密封环超精密磨削方法

提出基于三轴联动杯形砂轮线接触磨削原理的核主泵用斜波纹面型密封环加工方法,它采用一个工件轴、一个摆动轴、一个直线轴、一个砂轮轴和一个宽度较窄的杯形砂轮.其原理为选择适当的砂轮半径、砂轮倾斜角度和砂轮轴线与摆动轴线交点到密封坝面中心距离使磨削接触弧线是斜波纹面上且以其内、外周边为边界的一条曲线的精确逼近,联动控制工件轴、摆动轴和直线轴的运动使磨削接触弧线两端点分别在斜波纹面内外周边上进而通过磨削接触弧线扫掠运动形成高精度斜波纹面,在砂轮轴与工件轴平行时磨削密封坝面.其优点是砂轮端面形状不变化,不存在砂轮修形和形状测量难题,砂轮端面磨损对斜波纹面面形精度的影响可以忽略,能够实现核主泵用斜波纹面型密封环的高面形精度、低表面粗糙度加工.     

使用雾化液的K9光学玻璃化学机械磨削

根据K9光学玻璃的物理化学特性,在干式化学机械磨削（chemical-mechanical grinding,CMG）的基础上,用超声雾化方法产生NaHCO₃雾化液参与磨削,研制了适合湿式CMG的磨具,对K9光学玻璃试样进行了化学机械磨削试验,得到了雾化环境下磨削结果最优的CeO₂型磨具。在此基础上,采用正交试验法,对比分析工件转速、磨具转速以及雾化液的pH值对K9光学玻璃表面粗糙度和材料去除率的影响。结果表明:工件表面粗糙度受雾化液的酸碱度的影响最强,磨具转速次之,工件转速最弱;对材料去除率的影响,雾化液的酸碱度最强,工件转速次之,磨具转速最弱。使用适量的雾化液可提高加工质量和速度,消除干式CMG产生的粉尘污染,这种方法适于对K9光学玻璃的精加工。      

分子动力学仿真过程中硅晶体位错模型的构建

基于位错形成机理,在单晶硅晶体结构基础上描述了硅晶体位错形成的过程。应用偶极子模型,构建了60°滑移位错芯和螺旋位错芯,进而得到硅晶体含有60°滑移位错的模型和含有螺旋位错的模型。对含有螺旋位错的硅晶体模型进行了分子动力学仿真计算,分析了含有螺旋位错的硅晶体超精密磨削的加工过程,研究了含有螺旋位错缺陷的硅晶体纳米级磨削机理。     

用Nd:YAG激光焊接殷钢薄板材料

用Nd:YAG脉冲激光作为焊接热源,对殷钢材料Invar36分别进行了平板单道焊接试验和对焊试验,分析了工艺参数(激光功率、焊接速度、脉冲宽度和离焦量)变化对焊缝的表面形貌、熔宽以及熔透性的影响.检测了0.85 mm厚的殷钢薄板对焊接头的硬度、成分以及拉伸强度.结果表明:激光功率和脉宽是影响焊缝熔深、熔宽和热影响区面积的主要因素;扫描速度对焊缝表面的鱼鳞状条纹间距影响尤为明显;离焦量主要影响焊缝的宽度和熔透性;合理匹配工艺参数能够实现0.85 mm厚度薄板的对焊,并且获得形貌良好的焊缝.焊缝的组织成分没有发生明显变化,拉伸强度和基体强度相当,显微硬度略低于基体硬度.     

铜化学机械抛光中的平坦性问题研究

铜的化学机械抛光(Cu-CMP)技术是ULSI多层金属布线结构制备中不可缺少的平坦化工艺.Cu-CMP后硅片表面的蝶形、侵蚀等平坦性缺陷将降低铜线的最终厚度和增大电阻率,从而降低器件性能和可靠性.而且可能进一步影响硅片的面内非均匀性(WIWUN),在多层布线中导致图案转移的不准确.本文介绍了对Cu-CMP平坦性的仿真、模拟和实验研究,并着重分析了碟形、侵蚀和WlWUN与抛光液、线宽和图案密度、抛光速度和载荷等相关参数的关系.     

CMP加工中的真空吸盘区域压力控制技术

目前半导体制造技术已经进入0.13μm时代,化学机械抛光(CMP)已经成为IC制造中不可缺少的技术。根据下一代IC对大尺寸硅片(≥300mm)面型精度和表面完整性的要求,分析了CMP(化学机械抛光)加工中大尺寸硅片夹持的关键之一—区域压力控制技术穴ZoneBackPressureControl雪,介绍了采用区域压力控制技术的必要性和理论基础,以及国内外研究现状和最新进展,并指出了该技术存在的问题与发展趋势。