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小孔内表面磁力研磨加工技术研究进展
1
作者 张博 李富柱 +3 位作者 郭玉琴 王匀 申坤伦 狄智成 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期28-44,共17页
磁力研磨加工是提高小孔内表面质量的一种重要光整技术,利用该技术能高效提升小孔类零部件在极端环境下的使役性能。针对小孔内表面的磁力研磨光整加工,按其发展历程对磁力研磨加工技术进行总结,归纳了磁性磨粒研磨、磁针磁力研磨、液... 磁力研磨加工是提高小孔内表面质量的一种重要光整技术,利用该技术能高效提升小孔类零部件在极端环境下的使役性能。针对小孔内表面的磁力研磨光整加工,按其发展历程对磁力研磨加工技术进行总结,归纳了磁性磨粒研磨、磁针磁力研磨、液体磁性磨具研磨、超声辅助磁力研磨和电解磁力复合研磨等加工方法的技术特点,并分析评述了其局限性。对磁力研磨加工过程中材料去除机理进行了研究,材料主要以微量切削与挤压、塑性变形磨损、腐蚀磨损、电化学磨损等方式去除,材料种类不同,去除机理也不同。其中,硬脆性材料主要以脆性断裂、塑性变形和粉末化的形式去除;塑性材料在经历滑擦阶段、耕犁阶段和材料去除阶段后主要以切屑的形式去除。此外,还对磁力研磨加工过程中的材料去除模型进行了研究,对单颗磁性磨粒材料去除模型和“磁力刷”材料去除模型进行了分析讨论。最后,对磁力研磨加工技术今后的研究发展给出了建议并进行了展望。 展开更多
关键词 小孔内表面 磁力研磨加工 材料去除机理 材料去除模型
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基于MOGWO的45#钢表面激光抛光工艺参数多目标优化
2
作者 梁强 徐永航 +2 位作者 李永亮 王敬 杜彦斌 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期173-182,共10页
目的提高45#钢表面激光抛光后的成形质量,提出一种激光抛光工艺参数多目标优化方法。方法构建基于功率、扫描速度、搭接距离的三因素三水平激光抛光试验,并分别应用粗糙度测量仪、显微硬度计和超景深三维显微镜测试抛光层的粗糙度、显... 目的提高45#钢表面激光抛光后的成形质量,提出一种激光抛光工艺参数多目标优化方法。方法构建基于功率、扫描速度、搭接距离的三因素三水平激光抛光试验,并分别应用粗糙度测量仪、显微硬度计和超景深三维显微镜测试抛光层的粗糙度、显微硬度和抛光层深度。基于试验数据,分别应用指数模型和二阶响应面模型构建抛光工艺参数与表面粗糙度、显微硬度、抛光深度的回归预测模型,并对2种模型的预测精度进行对比分析。采用多目标灰狼优化算法(MOGWO)结合优劣解距离法(TOPSIS)-CRITIC综合评价决策体系对抛光工艺参数进行寻优和多属性决策。结果二阶响应面模型具有更高的预测精度,能够更好地反映激光抛光工艺参数与各响应目标之间的映射关系。当功率为113W、扫描速度为3m/min、搭接距离为0.13 mm时,粗糙度值Ra从11.563μm降至5.713μm,降幅为50.59%,显微硬度从185.9HV0.5升至364.7HV0.5,升幅为96.18%,此时的抛光深度为0.051 mm,最大相对误差为7.84%。结论此方法可以为其他金属材料表面激光抛光质量预测模型的构建及工艺参数寻优提供借鉴。 展开更多
关键词 激光抛光 二阶响应面模型 MOGWO算法 TOPSIS-CRITIC 多目标优化
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超声振动辅助抛光氮化镓分子动力学仿真分析
3
作者 夏广 朱睿 +3 位作者 王子睿 成锋 赵栋 王永光 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第3期986-993,共8页
为了揭示超声振动辅助抛光(ultrasonic vibration-assisted polishing,UVAP)氮化镓(GaN)的微观机理,为优化超声参数实现GaN材料高效去除和改善表面质量提供指导意见。采用分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟方法研究了超声振动条件... 为了揭示超声振动辅助抛光(ultrasonic vibration-assisted polishing,UVAP)氮化镓(GaN)的微观机理,为优化超声参数实现GaN材料高效去除和改善表面质量提供指导意见。采用分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟方法研究了超声振动条件下单个磨粒在氮化镓(GaN)材料表面的划擦行为,并分析了超声振动周期和幅值对GaN材料去除行为的影响。结果表明,随UVAP振动周期的增大,平均切向力不断减小,平均法向力先增大后减小,损伤层厚度先降低后逐渐趋于平缓。振动周期为40 ps时,去除原子数量为常规抛光的5.6倍,同时损伤层深度仅为15.85。而随着UVAP振幅的增加,平均切向力先减小后增大,平均法向力不断减小,划痕宽度和损伤层深度非线性增大。在振幅为8时,损伤层深度与常规抛光基本保持一致,且去除原子数量相比常规抛光提升了4.6倍。UVAP较常规抛光能够降低平均磨削力,增大划痕宽度,提升去除原子数量,具有优异的抛光效果。UVAP振动周期和振幅的增大均会增加划痕底部的位错类型。此外,位错总长度的大小主要受振幅的影响,而与振动周期基本无关。通过调控UVAP振动周期和振幅分别为40 ps和8,能够保证较好的表面质量和较高的材料去除效率。 展开更多
关键词 分子动力学 氮化镓抛光 超声振动 材料去除 位错 亚表层损伤
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新型钢抛光液中磨料的种类及其性能研究进展
4
作者 陈倚 张偲淼 +3 位作者 屈蔚然 郑书佳 孙一嘉 弓爱君 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期88-100,122,共14页
磨料在抛光液中主要起机械作用,磨料的理化性质,如硬度、粒径、浓度等,是影响化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)性能的重要因素,对抛光效率有较大影响。针对我国抛光液对外依赖、需求量大,但精度等指标达不到市场要求等... 磨料在抛光液中主要起机械作用,磨料的理化性质,如硬度、粒径、浓度等,是影响化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)性能的重要因素,对抛光效率有较大影响。针对我国抛光液对外依赖、需求量大,但精度等指标达不到市场要求等问题,同时由于磨料在抛光液的抛光性能中起着至关重要的作用,因此寻求效果更好的改性磨料或新型磨料材料,以促进化学机械抛光技术的发展势在必行。故此,归纳汇总近年来国内外研制出的新型钢抛光液,聚焦于抛光液磨料这一重要组分中不同物质的物化性质及其作用,对抛光性能(如材料去除率、表面粗糙度和光泽度等)的影响等,分类别阐述了不同物质的优劣势、复配协同作用以及在现有抛光液中的效果,为之后抛光液配方研究中磨料的选择提供参考。归纳总结发现,混合与复合磨料较单一磨料有较大的提升,稀土掺杂、核/壳结构等改进存在较大的研究价值,组分间的复配协同作用对抛光性能的提升有一定作用。最后,基于目前钢抛光液应用中存在的问题以及现有的具有前景的技术,对钢抛光液中磨料的发展进行了展望。 展开更多
关键词 化学机械抛光 抛光液 钢 磨料 抛光机理
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基于自转一阶非连续式微球双平盘研磨的运动学分析与实验研究
5
作者 吕迅 李媛媛 +3 位作者 欧阳洋 焦荣辉 王君 杨雨泽 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期133-144,共12页
目的分析不同研磨压力、下研磨盘转速、保持架偏心距和固着磨料粒度对微球精度的影响,确定自转一阶非连续式双平面研磨方式在加工GCr15轴承钢球时的最优研磨参数,提高微球的形状精度和表面质量。方法首先对自转一阶非连续式双平盘研磨... 目的分析不同研磨压力、下研磨盘转速、保持架偏心距和固着磨料粒度对微球精度的影响,确定自转一阶非连续式双平面研磨方式在加工GCr15轴承钢球时的最优研磨参数,提高微球的形状精度和表面质量。方法首先对自转一阶非连续式双平盘研磨方式微球进行运动学分析,引入滑动比衡量微球在不同摩擦因数区域的运动状态,建立自转一阶非连续式双平盘研磨方式下的微球轨迹仿真模型,利用MATLAB对研磨轨迹进行仿真,分析滑动比对研磨轨迹包络情况的影响。搭建自转一阶非连续式微球双平面研磨方式的实验平台,采用单因素实验分析主要研磨参数对微球精度的影响,得到考虑圆度和表面粗糙度的最优参数组合。结果实验结果表明,在研磨压力为0.10 N、下研磨盘转速为20 r/min、保持架偏心距为90 mm、固着磨料粒度为3000目时,微球圆度由研磨前的1.14μm下降至0.25μm,表面粗糙度由0.1291μm下降至0.0290μm。结论在自转一阶非连续式微球双平盘研磨方式下,微球自转轴方位角发生突变,使研磨轨迹全覆盖在球坯表面。随着研磨压力、下研磨盘转速、保持架偏心距的增大,微球圆度和表面粗糙度呈现先降低后升高的趋势。随着研磨压力与下研磨盘转速的增大,材料去除速率不断增大,随着保持架偏心距的增大,材料去除速率降低。随着固着磨料粒度的减小,微球的圆度和表面粗糙度降低,材料去除速率降低。 展开更多
关键词 自转一阶非连续 双平盘研磨 微球 运动学分析 研磨轨迹 研磨参数
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蓝宝石衬底CMP中氧化硅磨粒粒度分布对抛光液体系性能影响研究
6
作者 王晓剑 李薇薇 +3 位作者 钟荣锋 肖银波 许宁徽 孙运乾 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期168-174,200,共8页
目的 化学机械抛光(CMP)包含化学腐蚀和机械磨削两方面,抛光液p H、磨粒粒径和浓度等因素均会不同程度地影响其化学腐蚀和机械磨削能力,从而影响抛光效果。方法 采用30~150 nm连续粒径磨粒抛光液、120 nm均一粒径磨粒抛光液、50 nm和120... 目的 化学机械抛光(CMP)包含化学腐蚀和机械磨削两方面,抛光液p H、磨粒粒径和浓度等因素均会不同程度地影响其化学腐蚀和机械磨削能力,从而影响抛光效果。方法 采用30~150 nm连续粒径磨粒抛光液、120 nm均一粒径磨粒抛光液、50 nm和120 nm配制而成的混合粒径磨粒抛光液,分别对蓝宝石衬底晶圆进行循环CMP实验,研究CMP过程中抛光液体系的变化。结果 连续粒径磨粒抛光液中磨粒大规模团聚,满足高材料去除率的抛光时间仅有4 h,抛光后的晶圆表面粗糙度为0.665 nm;均一粒径磨粒抛光液中磨粒稳定,无团聚现象,抛光9 h内材料去除率较连续粒径磨粒抛光液高94.7%,能至少维持高材料去除率18 h,抛光后的晶圆表面粗糙度为0.204 nm;混合粒径磨粒抛光液初始状态下磨粒稳定性较高,抛光9 h内材料去除率较连续粒径磨粒抛光液高114.8%,之后磨粒出现小规模团聚现象,后9h材料去除率仅为均一粒径磨粒抛光液的59.6%,18 h内材料去除率仅为均一粒径磨粒抛光液的87.7%,但抛光后的晶圆表面粗糙度为0.151 nm。结论 一定时间内追求较高的材料去除率和较好的晶圆表面粗糙度选用混合粒径磨粒抛光液,但需要长时间CMP使用均一粒径磨粒抛光液更适合,因此,在工业生产中需要根据生产要求配合使用混合粒径磨粒抛光液和均一粒径磨粒抛光液。 展开更多
关键词 化学机械抛光 蓝宝石 抛光液 磨粒 微观形貌 材料去除率
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旋转磁场磁流体研磨锗片的多物理场耦合数值模拟
7
作者 刘建河 周洺玉 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2023年第3期392-400,共9页
为了提高锗片的表面质量,采用旋转磁场磁流体研磨的方法,以数值模拟为研究手段,研究锗片表面在固液两相流作用下的材料去除行为。依据磁流体的研磨原理建立仿真模型,从磁流体研磨的工艺参数出发,结合有限元分析以表面力学特性为切入点,... 为了提高锗片的表面质量,采用旋转磁场磁流体研磨的方法,以数值模拟为研究手段,研究锗片表面在固液两相流作用下的材料去除行为。依据磁流体的研磨原理建立仿真模型,从磁流体研磨的工艺参数出发,结合有限元分析以表面力学特性为切入点,分析不同励磁间隙、磁极转速、颗粒相体积分数等加工参数对锗片表面质量的影响,确定其最佳加工工艺参数,并进行磁流体研磨试验。结果表明:在励磁间隙为5 mm,磁极转速为1000 r/min,颗粒相体积分数为25%时,经过60 min研磨,锗片的表面质量得到有效改善,其表面粗糙度Ra由500 nm下降到47 nm,实现了锗片表面微小的塑性材料去除。 展开更多
关键词 锗片 磁流体研磨 固液两相流 励磁间隙 磁极转速
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磁力研磨工艺提高叶片表面质量的试验研究
8
作者 夏楠 马小刚 +3 位作者 吴传宗 张亮 杨诗瑞 陈燕 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期67-77,共11页
目的提高航空发动机涡轮叶片的服役年限。方法应用磁力研磨工艺提高涡轮叶片表面质量,包括降低叶片表面粗糙度、去除飞秒激光制孔过程中产生的棱边毛刺以及降低叶片表面残余应力,建立神经网络模型确定最佳工艺参数,在最佳工艺参数下对... 目的提高航空发动机涡轮叶片的服役年限。方法应用磁力研磨工艺提高涡轮叶片表面质量,包括降低叶片表面粗糙度、去除飞秒激光制孔过程中产生的棱边毛刺以及降低叶片表面残余应力,建立神经网络模型确定最佳工艺参数,在最佳工艺参数下对叶片进行研磨加工。使用JB-8E触针式表面粗糙度测量仪、超景深显微镜和X’Pert Powder残余应力测试分析系统,分别对叶片表面粗糙度、孔口形貌以及叶片表面残余应力进行分析。结果叶片在最佳工艺参数下完成研磨加工,叶片表面粗糙度从3.08μm下降到0.19μm,叶片气膜孔棱边毛刺基本去除,且存在倒圆迹象,研磨后叶片晶格更加致密,受力状态从残余拉应力(324.7 MPa)转变为残余压应力(132.8 MPa)。结论应用磁力研磨工艺可以有效降低叶片表面粗糙度,去除叶片气膜孔的棱边毛刺,对气膜孔的棱边进行倒圆加工,提高飞秒激光制气膜孔的表面质量,同时还可以将叶片的残余拉应力转化为残余压应力,使得叶片晶格排布更加紧密,在提高叶片强度和耐磨性的同时不会引入新的缺陷,增加叶片的服役寿命。 展开更多
关键词 涡轮叶片 磁力研磨 表面粗糙度 残余应力 神经网络 气膜孔质量 服役寿命
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磨削诱导单晶高温合金微观组织演化机制研究
9
作者 徐运超 李景栋 +2 位作者 张智信 庞桂兵 巩亚东 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期83-90,共8页
目的通过对零件磨削表面的微观组织进行表征,探讨高温和大应变条件下单晶高温合金晶体取向和位错的演化机制。方法采用场发射扫描电子显微镜对磨削亚表面微观组织形貌进行观察,通过X射线衍射技术对磨削前后表面晶体取向进行分析。利用... 目的通过对零件磨削表面的微观组织进行表征,探讨高温和大应变条件下单晶高温合金晶体取向和位错的演化机制。方法采用场发射扫描电子显微镜对磨削亚表面微观组织形貌进行观察,通过X射线衍射技术对磨削前后表面晶体取向进行分析。利用聚焦离子束定向切割技术制备了磨削表面透射电子扫描样品,采用透射电子显微镜和透射菊池衍射方法对表面白层以及塑性变形层晶体取向以及位错分布进行了表征。结果磨削后单晶高温合金表面形成强烈塑性变形,原始单一取向发生改变,形成多晶衍射峰特征。磨削表面深度方向上形成具有不同晶粒尺寸和取向的梯度组织结构。选区衍射花样显示原始单晶材料的衍射斑点转变为多晶材料的衍射环。磨削表面由于强烈剪切变形和磨削热产生微纳尺度的动态再结晶现象,同时形成高密度位错结构。磨削表面产生强烈的剪切应变,使晶体向有利于剪切变形的方向旋转,形成了R-Cube织构和F剪切织构。结论单晶高温合金磨削表面微观组织演化是基于微纳尺度的动态再结晶和位错滑移运动进行的。 展开更多
关键词 磨削加工 镍基单晶高温合金 动态再结晶 白层 微观组织
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基于混合粒径的TC4钛合金低粗糙度磁力研磨研究
10
作者 陈晓明 徐成宇 +2 位作者 季冬锋 刘宁 朱永伟 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期112-118,159,共8页
目的获得更低粗糙度的TC4钛合金零件表面。方法采用黏结法制备不同粒径的磁性磨料,依次运用粒径为150~250μm和63~106μm的磁性磨粒以及这两种粒径的混合磨料进行磁力研磨对比实验,分析基于混合粒径的TC4钛合金低粗糙度磁力研磨可行性... 目的获得更低粗糙度的TC4钛合金零件表面。方法采用黏结法制备不同粒径的磁性磨料,依次运用粒径为150~250μm和63~106μm的磁性磨粒以及这两种粒径的混合磨料进行磁力研磨对比实验,分析基于混合粒径的TC4钛合金低粗糙度磁力研磨可行性。基于磁性颗粒动力模型,根据最小能量原理分析了混合粒径磁力链的微结构,并利用体式显微镜对单粒径和混合粒径磁力链进行对比分析。结果单粒径和混合粒径磁力研磨在12 min时钛合金工件表面粗糙度均约为0.11μm,此时单一粒径趋于平衡,而混合粒径磁力研磨的表面粗糙度继续下降,在16 min左右达到最低,为0.084μm,比单一粒径降低了20%,工件表面初始划痕和凹坑得到了更好的去除,加工后表面纹理更为致密。大粒径磁力链颗粒能量最小,约为‒3.6×10^(‒13)J,其次是混合粒径磁力链结构,颗粒能量约为‒2.1×10^(‒13)J,而小粒径磁力链结构颗粒能量约为‒0.45×10^(‒13)J,是大粒径和混合粒径磁力链的5~9倍,这说明小粒径颗粒不易形成单独磁力链。结论混合粒径磁力链中,小粒径颗粒不易形成单独磁力链,而是吸附在大粒径磁力链间隙中,提高了磁力刷的刚性和密度,不同粒径的磨粒同时参与研磨,从而在混合粒径磁力研磨TC4钛合金中能够有效的降低表面粗糙度。 展开更多
关键词 混合粒径 磁力研磨 表面粗糙度 磁力链
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小孔流道内容积交变空化流场特性分析
11
作者 张博 李富柱 +4 位作者 王匀 申坤伦 胡龙飞 许江琦 张恒杰 《精密成形工程》 北大核心 2023年第10期204-211,共8页
目的基于容积交变空化原理,研究小孔流道内容积交变空化流场的演变规律,以及容积交变频率和容积变化量等关键工艺参数对流场特性的影响,为容积交变空化抛光小孔内表面提供指导。方法首先,建立小孔流道内容积交变空化流场的三维瞬态仿真... 目的基于容积交变空化原理,研究小孔流道内容积交变空化流场的演变规律,以及容积交变频率和容积变化量等关键工艺参数对流场特性的影响,为容积交变空化抛光小孔内表面提供指导。方法首先,建立小孔流道内容积交变空化流场的三维瞬态仿真模型。其次,采用标准k-epsilon模型、Zwart-Gerber-Belamri模型模拟不同容积交变频率和容积变化量下容积交变空化流场含气率和湍流强度,并与高速摄像结果进行比较分析。最后,对机械加工的Al1060和T2 Cu小孔内表面进行抛光,验证容积交变空化抛光小孔内表面的可行性。结果在一个周期内,当容积变化量为20mm,容积交变频率分别为90、100、110、120Hz时,小孔流道内容积交变空化流场含气率和湍流强度均随容积交变频率的增大而增大,含气率最高可达0.6648;当容积交变频率为120 Hz,容积变化量分别为10、15、20、25 mm时,小孔流道内容积交变空化流场含气率和湍流强度均随容积变化量的增大而增大,含气率最高可达0.7068。随着活塞的拉伸和压缩,湍流强度也由两边强、中间弱逐渐转变为两边弱、中间强,并在周期末达到最大。实验研究表明,经过容积交变空化抛光后,Al 1060小孔内表面的粗糙度由0.7044μm降低到0.3247μm,T2 Cu小孔内表面的粗糙度由0.7214μm降低到0.3573μm,小孔内表面粗糙度明显降低。结论容积交变空化抛光小孔内表面具有可行性。可通过提高容积交变频率和容积变化量来提高小孔流道内容积交变空化流场含气率和湍流强度,进而提高容积交变空化抛光小孔内表面的抛光效率。 展开更多
关键词 小孔流道 容积交变空化流场 含气率 湍流强度 空化强度 容积交变频率 容积变化量
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球面滚子剪切增稠抛光优化实验
12
作者 傅琳 邵蓝樱 +3 位作者 杨居儒 吕冰海 邓乾发 王旭 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期232-241,265,共11页
目的研究球面滚子在剪切增稠抛光过程中,不同抛光参数对表面粗糙度的影响,获得滚子光滑滚动面,并优化抛光工艺参数。方法基于田口实验设计,以表面粗糙度Sa为评价指标,分析磨粒种类、磨粒浓度、抛光转速、抛光间距等4个抛光工艺参数对球... 目的研究球面滚子在剪切增稠抛光过程中,不同抛光参数对表面粗糙度的影响,获得滚子光滑滚动面,并优化抛光工艺参数。方法基于田口实验设计,以表面粗糙度Sa为评价指标,分析磨粒种类、磨粒浓度、抛光转速、抛光间距等4个抛光工艺参数对球面滚子剪切增稠抛光后表面粗糙度的影响。通过实验分析表面粗糙度Sa的信噪比结果,得出最优的参数组合,并通过摩擦磨损实验评价抛光表面的摩擦磨损性能。结果得到了优化的工艺参数,Al_(2)O_(3)与SiO_(2)混合磨粒的质量比为1∶1,磨粒的质量分数为10%,抛光转速为70 r/min,抛光间距为4 mm,抛光时间为30 min。在此优化的工艺参数下,球面滚子表面粗糙度Sa从(40±10)nm降至(8.51±2)nm。结论剪切增稠抛光可以有效地去除球面滚子的表面缺陷,且在抛光过程不会改变滚子的圆度,抛光后滚子表面的摩擦因数减小,表面不易发生氧化物堆积。采用剪切增稠抛光可以有效提高GCr15球面滚子的表面质量。 展开更多
关键词 球面滚子 剪切增稠抛光 表面粗糙度 摩擦因数
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超声振动辅助磁粒研磨技术的研究进展 被引量：1
13
作者 舒坤 孙岩 陈燕 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期39-54,78,共17页
超声振动辅助磁粒研磨技术是在磁粒研磨的基础上增加了超声波振动功能,可以在短时间内将表面抛光至纳米级别,因其具有辅助研磨效果佳、可控性和适用性好等优点,在越来越多的领域得到了应用。首先对超声辅助磁粒研磨加工技术的发展概况... 超声振动辅助磁粒研磨技术是在磁粒研磨的基础上增加了超声波振动功能,可以在短时间内将表面抛光至纳米级别,因其具有辅助研磨效果佳、可控性和适用性好等优点,在越来越多的领域得到了应用。首先对超声辅助磁粒研磨加工技术的发展概况进行了简要介绍,分别从表面粗糙度、材料去除率、显微组织和残余应力等方面进行了重点分析和总结。其次,超声振动工艺参数是影响研磨效果的重要因素,优化选取振幅、振动频率、主轴转速以及磨料粒径等工艺参数可以明显提高研磨效果。此外还要考虑合适的加工时间和加工间隙,从而对复杂曲面进行精密研磨。最后,提出了超声振动辅助磁粒研磨加工技术研究中存在的一些缺陷,并对其未来的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 超声振动 磁粒研磨 工艺参数 表面粗糙度 材料去除率 磁极
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纳米CeO_2颗粒的制备及其化学机械抛光性能研究 被引量：29
14
作者 李霞章 陈杨 +2 位作者 陈志刚 陈建清 倪超英 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期1-5,共5页
以硝酸铈和六亚甲基四胺为原料制备出不同粒径的纳米CeO2粉体颗粒,将纳米CeO2粉体配制成抛光液并用于砷化镓晶片的化学机械抛光.结果表明,不同尺寸的纳米磨料具有不同的抛光效果,采用粒度8 nm的CeO2磨料抛光后微观表面粗糙度最低(0.740 ... 以硝酸铈和六亚甲基四胺为原料制备出不同粒径的纳米CeO2粉体颗粒,将纳米CeO2粉体配制成抛光液并用于砷化镓晶片的化学机械抛光.结果表明,不同尺寸的纳米磨料具有不同的抛光效果,采用粒度8 nm的CeO2磨料抛光后微观表面粗糙度最低(0.740 nm),采用粒度小于或大于8 nm的CeO2磨料抛光后其表面粗糙度值均较高.通过简化的固-固接触模型分析,认为当粒度过小时,磨料难以穿透软质层,表现为化学抛光为主,表面凹坑较多,表面粗糙度较高;当粒度大于一定值时,随着磨料粒度增加,嵌入基体部分的深度加大,使得粗糙度出现上升趋势.提出当磨料嵌入晶片表面的最大深度等于或接近于软质层厚度时,在理论上应具有最佳的抛光效果. 展开更多
关键词 纳米CEO2 GAAS 化学机械抛光 磨料粒径
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超声振动辅助抛光材料去除机理研究
15
作者 王志辉 谷志朋 杨涛 《机械制造》 2023年第8期69-72,共4页
超声振动辅助抛光是一种特种精密加工方法,其材料去除过程包含机械、物理、化学等多种因素,研究材料去除机理具有重要意义。对超声流场及超声流场作用下单颗磨粒对工件表面冲击作用进行仿真,分析超声流场作用下抛光过程的材料去除机理... 超声振动辅助抛光是一种特种精密加工方法,其材料去除过程包含机械、物理、化学等多种因素,研究材料去除机理具有重要意义。对超声流场及超声流场作用下单颗磨粒对工件表面冲击作用进行仿真,分析超声流场作用下抛光过程的材料去除机理。仿真分析表明,在超声作用下,流场产生极强的横向剪切流,横向剪切流携裹着磨粒对工件表面产生冲击作用,从而实现材料去除。材料去除量与磨粒冲击角有关,磨粒冲击角越大,材料去除量越大。随着抛光的进行,工件表面逐渐趋于平整,磨粒冲击角也随之减小,逐渐趋于0°,此时不再有材料去除,工件抛光完成。 展开更多
关键词 超声振动 抛光 材料 去除 研究
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纳米磨料对硅晶片的超精密抛光研究 被引量：22
16
作者 陈杨 陈建清 +1 位作者 陈志刚 范真 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期332-335,共4页
采用均相沉淀法制备了纳米CeO2和纳米Al2O3超细粉体,将所制备的超细粉体配制成抛光液并用于硅晶片化学机械抛光,考察了纳米磨料对硅晶片抛光效果及抛光机理的影响.结果表明,纳米CeO2磨料的抛光效果优于纳米Al2O3磨料,采用纳米CeO2磨料... 采用均相沉淀法制备了纳米CeO2和纳米Al2O3超细粉体,将所制备的超细粉体配制成抛光液并用于硅晶片化学机械抛光,考察了纳米磨料对硅晶片抛光效果及抛光机理的影响.结果表明,纳米CeO2磨料的抛光效果优于纳米Al2O3磨料,采用纳米CeO2磨料抛光硅晶片时可以得到在1μm×1μm范围内微观表面粗糙度Ra为0.089nm的超光滑表面,且表面微观起伏较小. 展开更多
关键词 纳米磨料 单晶硅片 抛光 表面形貌
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Nd：Y3Al5O12透明陶瓷的超精密加工 被引量：10
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作者 李军 朱永伟 +2 位作者 左敦稳 朱镛 陈创天 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1178-1182,共5页
用化学机械抛光法加工掺钕钇铝石榴石(Nd:Y3Al5O12,Nd:YAG)透明陶瓷。为了提高加工效率,在研磨阶段逐步减小B4C磨料的粒径,精密研磨和抛光阶段采用粒度为3,1μm和0.3μm氧化铝粉;最后,选用胶体二氧化硅作为抛光液进行化学机械抛光,以获... 用化学机械抛光法加工掺钕钇铝石榴石(Nd:Y3Al5O12,Nd:YAG)透明陶瓷。为了提高加工效率,在研磨阶段逐步减小B4C磨料的粒径,精密研磨和抛光阶段采用粒度为3,1μm和0.3μm氧化铝粉;最后,选用胶体二氧化硅作为抛光液进行化学机械抛光,以获得更好的表面光洁度。采用Wkyo 激光干涉仪测量加工样品的平面度,光学显微镜观察表面宏观损伤,原子力显微镜测量表面粗糙度和微观形貌。结果表明:采用该工艺可实现高效率、高精度Nd:YAG 透明陶瓷的超精密加工,加工后的 Nd:YAG 陶瓷表面粗糙度<0.2nm RMS(root mean square),平面度<λ/10 (λ=633 nm),微观损伤少。 展开更多
关键词 掺钕钇铝石榴石陶瓷 表面 化学机械抛光 粗糙度 平面度
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超光滑表面加工技术研究进展 被引量：16
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作者 文东辉 周海锋 +1 位作者 徐钉 朴钟宇 《机电工程》 CAS 2015年第5期579-584,共6页
针对如何高效稳定地获得粗糙度值小、少无亚表面损伤、低成本的超光滑表面的问题,分析了原子级超光滑表面加工技术的加工原理,详细阐述了几类非接触式抛光方法的加工原理及国内外最新研究进展,并着重论述了声悬浮抛光和磨料水射流抛光... 针对如何高效稳定地获得粗糙度值小、少无亚表面损伤、低成本的超光滑表面的问题,分析了原子级超光滑表面加工技术的加工原理,详细阐述了几类非接触式抛光方法的加工原理及国内外最新研究进展,并着重论述了声悬浮抛光和磨料水射流抛光的研究现状。接着,在此基础上对这几类加工方法各方面的优缺点进行了对比总结。最后,针对目前超光滑表面加工技术存在的不足,指出了超光滑表面加工技术有待进一步研究的方向。研究结果表明,采用非接触式的抛光方法,对加工过程加以合理的控制,可大大降低工件表面粗糙度,改善亚表面的损伤情况;目前非接触式抛光普遍对抛光设备精度要求较高,减少加工成本是超光滑表面加工技术进行大规模推广的迫切要求。 展开更多
关键词 研究进展 超光滑表面 非接触式抛光 表面粗糙度 亚表面损伤
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超光滑表面抛光技术 被引量：29
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作者 陈杨 陈建清 陈志刚 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2003年第5期55-59,共5页
超光滑表面抛光技术是超精密加工体系的一个重要组成部分,超光滑表面在国防和民用等领域都有着广泛的应用 文中介绍了超光滑表面的物理特征和应用,并根据抛光过程中工件与抛光盘之间的接触状态,将各种抛光方法分为直接接触、准接触和非... 超光滑表面抛光技术是超精密加工体系的一个重要组成部分,超光滑表面在国防和民用等领域都有着广泛的应用 文中介绍了超光滑表面的物理特征和应用,并根据抛光过程中工件与抛光盘之间的接触状态,将各种抛光方法分为直接接触、准接触和非接触3类,对每一种抛光方法作了总体的描述,详细地介绍了近年来发展的激光抛光技术和化学机械抛光技术及其超光滑表面抛光的加工机理。 展开更多
关键词 抛光 超光滑表面 机理 评价
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光整加工技术的研究与发展 被引量：40
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作者 周锦进 方建成 徐文骥 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2004年第3期7-11,共5页
表面质量直接影响产品的使用性能和使用寿命。不同的光整加工工艺 ,所获得的表面质量也不同。文章以实例说明了光整加工技术在制造业中的重要作用和地位 ,分析了光整加工技术的研究进展和存在的问题 ,认为未来光整加工技术的发展趋势应... 表面质量直接影响产品的使用性能和使用寿命。不同的光整加工工艺 ,所获得的表面质量也不同。文章以实例说明了光整加工技术在制造业中的重要作用和地位 ,分析了光整加工技术的研究进展和存在的问题 ,认为未来光整加工技术的发展趋势应该是非传统光整加工和复合光整加工技术占有较大的优势。其目标是朝着大幅度改善表面质量和提高生产效率 ,在实现精度稳定甚至提高精度等级的同时 ,还应实现加工过程的机械化、自动化、柔性化、智能化和高效率。 展开更多
关键词 数控机床 光整加工技术 使用性能 使用寿命 抛光工艺
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