超薄石英片抛光加工胶结固持变形

超薄光学零件由于径厚比大,刚度低,抛光上盘时容易产生较大变形,影响其最终的面形精度。本文通过Ф50mm×1mm熔融石英玻璃的胶粘上盘实验,结合有限元分析,研究了不同上盘方式和固化顺序对零件变形的影响,分析了变形产生机理。研究结果表明上盘变形主要由胶层内胶黏剂先后固化顺序引起,和零件胶结面面形关联性不明显。此外,由于固化顺序的随机性,上盘变形是不对称、不规则的,没有规律可循。基于弱化固化顺序影响的思路,通过改变粘接方式,将固持变形由整面上盘的1.88μm减小到0.51μm。采用该上盘方法对熔融石英玻璃薄片进行沥青抛光加工,下盘后面形精度PV值达到0.46μm,有效地抑制了零件下盘后的面形恶化。本文研究有助于进一步揭示上盘固持变形的产生机理,并对实际超薄光学零件加工具有一定指导作用。     

高能球磨时间对Fe-Al粉末合金化组织转变的影响

在真空条件下利用球磨技术获得Fe-Al合金粉末.利用超景深显微镜和SEM研究了高能球磨过程中粉末微观组织与形貌的演变规律;利用XRD分析了球磨时间对合金化程度的影响.结果表明:随着球磨时间的延长,Fe、Al混合粉末在变形和冷焊作用下颗粒粗化、密实,发生合金化;加工硬化导致了颗粒脆性化,在磨球的撞击下发生颗粒细化;庚烷作为过程控制剂可以减缓颗粒粗化,缩短球磨时间;经过30 h的球磨可获得3μm的Fe-Al合金粉末.     

TiAl基合金的制备及其摩擦磨损性能

以钛粉、铝粉和铬粉为原料,采用机械合金化放电等离子烧结技术制备了TiAl基合金,分析了球磨时间和烧结温度对其物相组成、显微组织以及硬度的影响;用SiC砂轮为对偶件对TiAl基合金的摩擦磨损性能进行了研究.结果表明:混合粉经150 h球磨,1 173 K烧结9 min后所制备的合金具有较好的性能,其显微组织均匀细小,平均晶粒尺寸小于10μm,硬度达到68.2 HRC;与304不锈钢相比,烧结TiAl基合金具有更低的摩擦因数和更高的耐磨性,磨损机理为磨粒磨损.     

Effect of La_2O_3 on microstructure and high-temperature wear property of hot-press sintering FeAl intermetallic compound

FeAl intermetallic compound with different contents of rare earth oxide La2O3 addition was prepared by hot pressing the mechanically alloyed powders.Effect of La2O3 on microstructure and high-temperature wear property of the sintered FeAl samples was investigated in this paper.The results showed that 1 wt.% La2O3 addition could refine the microstructure and increase the density of the FeAl intermetallic compound,and correspondingly improved the high-temperature wear resistance.SEM and EDS analyses of the wo...     

金刚石高效超低损伤加工机理与工艺研究现状

随着电子器件向高频高压、大功率方向发展,对半导体器材的性能提出了更高的要求。单晶金刚石具有高热导、耐高温、超宽禁带、击穿电压高等特性,被视为终极半导体材料。若要充分发挥金刚石的性能,其表面需要具有超光滑和近乎无损伤的表面。然而,金刚石不仅硬度大、化学性质稳定、难去除,而且脆性大、断裂性韧性低、极易产生加工损伤,这严重制约了金刚石在半导体领域的应用。有关金刚石高效超低损伤的加工机理和工艺,国内外学者展开了大量研究。但到目前为止,并没有一套适合于金刚石高效超低损伤的加工理论和工艺。在介绍了金刚石现有加工方法及其优缺点的基础上,概述了金刚石加工工艺的研究现状,并从实验表征和模拟计算两方面系统地总结了有关金刚石高效超低损伤加工机理以及相关的工艺研究进展,最后分析了目前实现金刚石高效超低损伤加工面临的问题、难点及未来发展趋势,为今后金刚石半导体器件的制造技术及理论提供借鉴。分析表明,机理方面,实验表征与模拟计算相结合是获得更多的动态原子细节信息的有效方式,是未来在原子尺度阐明加工机理的发展方向。工艺方面,化学机械抛光方法可以用于平坦化大尺寸材料加工,同时也可以获得具有超光滑超低损伤表面的金刚石,...     

超精密环抛机控制系统设计

针对激光晶体材料的高精度和高表面质量加工要求,超精密环抛机采用“工控机—运动控制卡—驱动器—电动机”的总体控制方案。结合研华API通用运动架构,在LabVIEW环境下设计并开发了超精密环抛机控制系统。经调试验证,主轴抛光盘速度波动范围小于1%,工件进给单元速度波动范围小于5%,启动平稳且无超调现象,可满足对激光晶体的环形抛光加工。     

分散剂对铜CMP材料去除率和表面粗糙度影响的实验研究

使用5种分散剂,SiO2水溶胶为磨料、H2O2为氧化剂,分别进行抛光实验。结果表明：二乙烯三胺和吡啶2种分散剂相对较好,二乙烯三胺（质量分数0．05％）对铜的材料去除率达到570．20nm／min,表面粗糙度为Rα1．0760nm,吡啶（质量分数0．75％）的材料去除率为373．69nm／min,表面粗糙度为Rα1．5776nm;二乙烯三胺提高了抛光液的碱性并增强了对铜金属的腐蚀作用是材料去除率提高的主要原因,其多胺基的极性吸附和与胶体分子羟基的化学键作用提高了抛光液磨粒胶体表面的zeta电位,较大的分子链有效地提高了磨料粒子间的空间排斥力,故较好的纳米磨料粒子分散性使抛光表面粗糙度降低。     

光学石英玻璃纳米级加工性能

提出了一种石英玻璃仿真模型的构建方法,并应用分子动力学(MD)仿真结合纳米压痕实验对石英玻璃进行了纳米级加工性能的研究。通过计算石英玻璃模型的密度和纳米硬度,验证了模型的准确性。对石英玻璃进行了纳米压痕实验,得到了压痕曲线并观察了纳米压痕形貌。最后,对纳米级压痕过程进行了仿真,通过计算配位数研究了损伤层的形成及扩展机理。计算得到的石英玻璃模型的纳米硬度约为9.7~10.7GPa,密度约为2.28g/cm3,与实际测量结果基本一致。仿真结果表明:石英玻璃有着稳定的塑性变形和少量的弹性变形,且存在压痕的尺寸效应。当压头压下时会形成大量的原子稠密区,失去原来共价键的强度,形成损伤层;而表面形貌主要是由于压头向两侧挤压原子和压头的黏附作用形成的。仿真和实验结果都表明石英玻璃比较适合超精密加工。     

离子体在陶瓷加工中的应用

针对工程陶瓷难以加工的现状,提出采用附加阳极等离子弧加工工程陶瓷的基本思想,介绍了该技术的基本原理、形式及特点.以加工厚度为6 mm的Al2O3陶瓷板为例,研究了水再约束、磁场再约束和水磁综合再约束等各种约束条件对等离子弧柱特性及切口质量的影响规律.结果表明,喷嘴直径为4 mm时,可获得宽度小于5 mm的光滑切口,切速达0.8~1.0 m/min.该方法有望发展成为一种高效、实用的陶瓷加工技术.     

单晶硅磨削过程分子动力学仿真并行算法

建立单晶硅超精密磨削过程的三维分子动力学仿真模型,分析分子动力学仿真串行程序特点和并行仿真的可行性,提出基于区域二次划分的分子动力学仿真并行算法.编制并行仿真程序,进行分子动力学仿真,从瞬间原子位置图方面分析单晶硅超精密磨削过程的加工机理.将并行仿真结果与串行程序仿真结果进行对比分析,从瞬间原子位置图和系统能量方面验证并行程序结果的正确性,在仿真规模和计算时间方面并行程序有很大优势,从而说明并行仿真程序是有效的,可以应用在不同原子规模的分子动力学仿真计算中.