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。     

液压管路中连接头的磨粒流加工实验研究

针对液压管路中连接头零件管道内壁光整加工的问题,以液压管路接头零件为研究对象,对采用磨粒流光整加工液压管路连接头内壁的加工机理、加工工艺进行了研究.根据零件材料硬度选择了试验磨粒,通过对比加工磨料对管壁表面质量和材料去除量的影响,得到了适用的液压管路连接头加工磨粒和工艺参数;分别选用碳化硅和金刚石作为加工磨粒,通过实验...     

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。     

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.     

基于Boost电路的光伏逆变器最大功率点追踪研究

随着光伏技术的日益发展,对太阳能的利用逐渐从无电地区发展到有电地区,许多国家都推出了光伏发电计划。在光伏发电系统中,逆变器实现把太阳能电池板产生直流电能转化为电能,逆变器是光伏发电系统的枢纽单元。分析了Boost电路实现MPPT原理,在分析总结了目前常用的最大功率点追踪控制策略基础上,提出了一种基于瞬时功率检测的变步长式扰动观察法MPP控制策略。     

基于DSP的非隔离型光伏并网逆变器设计

基于TMS320F28035芯片,设计了一种两级式非隔离型单相光伏并网逆变器.前级采用Boost型DC/DC电路,后级采用改进的DC/AC逆变桥电路.给出了主电路拓扑,详细分析了改进的DC/AC电路.在扰动观察法的基础上,提出了变步长扰动观察法,使最大功率跟踪（MPPT）的快速性及稳定性得到增强.运用无差拍电流控制策略,实现了网侧电流正弦化且功率因数为l.仿真分析及试验结果表明了设计的正确性与可行性.     

典型功能脆性材料磨削

为了研究典型功能脆性材料钽酸锂和硅片的磨削特性,建立了端面磨削模型来计算晶片的比磨削能及其表面的磨削力的分布,并通过实验分析脆性材料的磨削特性。以进给速度作为变量,选取砂轮端主轴磨削过程中功率增加率作为评价磨削特性的指标进行磨削实验,同时采集砂轮端主轴的功率值信号,滤波后计算晶片比磨削能和磨削力的分布。通过端面磨削模型计算可得:钽酸锂的比磨削能是147.46J/mm~3,比硅的大44%,表明磨削去除相同体积的钽酸锂需要更多的能量,钽酸锂晶片表面分布的磨削力比硅片大。磨削过程的主轴功率增加率是预测钽酸锂加工结果的重要指标,在本实验中一旦增加率大于临界值0.6W/s,钽酸锂表面就会产生裂纹。而在相同加工条件下,无论进给速度如何变化,硅片的磨削主轴的功率增加率始终保持稳定,而钽酸锂的主轴磨削过程的功率增加率则与进给速度呈现线性增加关系,这一现象与钽酸锂的机械性质无关,而与物理性质有关系。     

光伏并网逆变器控制策略研究

随着光伏技术的日益发展,对太阳能的利用逐渐从无电地区发展到有电地区,许多国家都推出了光伏发电计划。在光伏并网发电系统中,逆变器实现把太阳能电池板产生直流电能转化为和电网同频同相的交流电能并且馈入电网,光伏并网逆变器是光伏并网发电系统的枢纽单元。     

多通管接头磨粒流光整均匀性研究

目的 提升航空油路中多通管接头内壁磨粒流光整加工效果.方法 以三通、四通金属管接头为研究对象,针对零件的材料特性、结构特性设计相关实验,研究多通管接头管道内表面磨粒流光整工艺中加工时间及加工流道对管道内壁粗糙度、材料去除量、表面质量一致性的影响.结果 加工开始时管道表面糙度Ra下降缓慢,在60 s后粗糙度开始加速下降,...     

铁电效应对钽酸锂固结磨盘加工的影响研究

目的 研究铁电效应对钽酸锂加工的潜在影响。方法 选用3000#的金刚石粉料制作的金刚石丸片,将其固结在设计的夹具中制成一种新型固结磨盘,并与游离磨料研磨加工结果进行比较,然后采用恒温水浴装置将冷却液温度控制在低温状态,并添加电解质溶液,以材料去除率、表面形貌及粗糙度作为指标,进一步分析铁电效应对固结磨盘加工钽酸锂的结果影响。结果 游离磨料加工10 min后,钽酸锂晶片表面粗糙度Sa从初始的419.112 nm降至232.319 nm,材料去除率MRR为36.78 μm/h,晶片表层存在磨粒嵌入、大量凹坑及深划痕等缺陷,且研磨过程中易破损。同样的加工条件下,固结磨盘研磨钽酸锂晶片的表面粗糙度Sa从419.112 nm降到97.004 nm,材料去除率MRR为57.19 μm/h,相对于游离磨料加工结果,晶片表面磨粒嵌入情况极少,划痕深度变浅、凹坑数量减小,表面更光滑。在冷却液温度为5 ℃并添加0.5%（体积分数）的电解质溶液时,使用固结磨盘研磨10 min后,表面粗糙度Sa进一步下降到37.943 nm,材料去除率为58.75 μm/h。材料表面无磨粒嵌入,无较深沟槽和凹坑,仅存在少许浅划痕。结论 相同加工条件下,固结磨料比传统游离磨料研磨后的表面粗糙度值更低,表面质量更好,去除率更高,加工效率和成品率更优。低温状态和加入电解质溶液能够有效抑制钽酸锂的内应力,防止裂纹产生及扩展,改善晶片的表面损伤,进一步提高了晶片表面质量。