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微磨料气射流加工技术研究现状与展望
1
作者 张桂冠 赵玉刚 +4 位作者 赵国勇 高跃武 孟建兵 孙玉利 左敦稳 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期14-26,共13页
微磨料射流加工技术是一种基于高能流体的磨粒冲蚀磨损加工技术,已广泛应用于难加工材料、复杂三维型面、光滑表面的加工。为进一步提高磨料射流加工过程中的精准控形控性能力,国内外学者开展了诸多基础加工理论与工艺探索等方面的研究... 微磨料射流加工技术是一种基于高能流体的磨粒冲蚀磨损加工技术,已广泛应用于难加工材料、复杂三维型面、光滑表面的加工。为进一步提高磨料射流加工过程中的精准控形控性能力,国内外学者开展了诸多基础加工理论与工艺探索等方面的研究工作。本文在概述磨料射流加工技术发展的基础上,全面总结了国内外学者在微磨料气射流加工(MAJM)技术中的微磨料气射流束发散效应及其抑制策略、材料力学性能对材料冲蚀去除模式的影响、材料冲蚀加工过程磨料嵌入抑制策略、微结构冲蚀加工几何特征等方面的主要研究成果,并对微磨料射流加工技术的难点与发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 微磨料气射流加工(MAJM)技术 材料冲蚀去除机理 微结构几何特征 磨料 磨料嵌入 难加工材料
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低压超声速磨料空气射流喷嘴结构
2
作者 刘勇 李志平 +3 位作者 魏建平 蔡玉波 余大炀 黄逸 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1704-1716,共13页
硬岩隧道掘进刀具磨损严重、换刀频繁是限制高效掘进的主要因素,低压磨料空气射流辅助刀具破岩是突破硬岩隧道掘进技术瓶颈的可行性思路,为实现辅助高横移速度刀具破岩,提出了矩形喷嘴。矩形喷嘴能有效提高磨料在移动方向集束性,进而减... 硬岩隧道掘进刀具磨损严重、换刀频繁是限制高效掘进的主要因素,低压磨料空气射流辅助刀具破岩是突破硬岩隧道掘进技术瓶颈的可行性思路,为实现辅助高横移速度刀具破岩,提出了矩形喷嘴。矩形喷嘴能有效提高磨料在移动方向集束性,进而减小切缝宽度,提高切缝深度。为明确矩形喷嘴对磨料加速及破岩的影响规律,采用加长扩张段长度和截面近似等效设计了圆形喷嘴及矩形喷嘴;然后基于数值方法确定了喷嘴扩张段长度对气体及磨料加速的影响,并对比分析了喷嘴不同断面形状对磨料加速和分布特征的影响。最后通过开展低压磨料空气射流冲蚀破碎花岗岩实验,研究了喷嘴结构和横移速度对冲蚀效果的影响,分析了不同断面形状喷嘴的切割效率,确定了适用辅助刀具破岩的最佳喷嘴结构。数值结果表明压力2 MPa时,加长扩张段长度,气固两相能量转化更充分,磨料加速更充分,但随着喷嘴扩张段持续加长,磨料速度提升不明显;相比圆形断面喷嘴,矩形断面喷嘴对磨料加速稍差,但仍能将磨料加速至300 m/s,且经矩形喷嘴加速的磨料在自由流域呈扁平矩形分布,有效提高了磨料在刀具横移方向的集束性。实验表明圆形喷嘴扩张段加长,岩石冲蚀深度不断增加,当扩张段长度为145 mm时,花岗岩冲蚀深度分别为23.90、20.23 mm,扩张段长度持续加长,岩石的冲蚀深度提高并不显著。当横移速度为0.02 m/s时,喷嘴C_(4)、R_(1)、R_(2)切割玄武岩深度分别为3.35、12.15、8.25 mm,花岗岩深度分别为5.2、14.9、11.5 mm;横移速度为0.30 m/s时,喷嘴C_(4)、R_(1)切割玄武岩深度分别为0.8、3.0 mm,花岗岩深度分别为1.0、3.6 mm。对比喷嘴C_(4),和数值模拟结果相同,矩形喷嘴能使磨料聚能、磨料利用充分,切割效率较优。且喷嘴R_(1)的切割效率最好,喷嘴结构最优。研究结论将为磨料空气射流辅助刀具破岩提供理论和技术支撑。 展开更多
关键词 磨料空气射流 喷嘴结构 硬岩掘进 磨料加速分布 切割效率
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陶瓷结合剂金刚石团聚磨料探索
3
作者 成晓哲 许衍 +2 位作者 穆云超 韩敬贺 刘涛 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2024年第1期31-38,共8页
细粒度金刚石微粉大量积压是目前金刚石微粉制造行业面临的问题之一,为促进其应用,以铝硼硅结合剂为黏接剂、Si粉和Ti粉为添加剂制造团聚磨料试样,并将制成的团聚磨料加入铝硼硅结合剂中制成陶瓷结合剂试样,对所制试样的抗弯强度、物相... 细粒度金刚石微粉大量积压是目前金刚石微粉制造行业面临的问题之一,为促进其应用,以铝硼硅结合剂为黏接剂、Si粉和Ti粉为添加剂制造团聚磨料试样,并将制成的团聚磨料加入铝硼硅结合剂中制成陶瓷结合剂试样,对所制试样的抗弯强度、物相构成和微观形貌进行分析。结果表明:添加Si或Ti的铝硼硅黏结剂均能起到团聚金刚石的作用;当团聚磨料中Si或Ti的质量分数为10.0%时,所制得的陶瓷结合剂试样抗弯强度最大,且添加Si的团聚磨料试样抗弯强度为43.74 MPa;当Si或Ti的质量分数超过10.0%时,团聚磨料试样中出现大量Si或者TiO2峰,其抗弯强度急剧下降;添加Si的团聚磨料试样与添加Ti的团聚磨料试样相比,其具有更大的粒度和更均匀的粒度分布,添加Si的铝硼硅黏结剂可将1~2μm的磨料团聚为5~10μm的磨料。 展开更多
关键词 团聚磨料 金刚石微粉 陶瓷结合剂 磨料性能
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基于SPH-FEM耦合算法的磨料水射流破岩特征及影响研究
4
作者 刘志江 《吉林水利》 2024年第2期54-57,共4页
磨料射流是一种高效、绿色的破岩方式,其辅助机械刀具破碎岩石能显著降低刀具的磨损,提高破岩掘进效率。为揭示磨料射流冲击作用岩石的损伤破碎特征,明确其高效破岩参数,本文基于SPH-FEM耦合算法建立了磨料射流冲击岩石的数值模型,获得... 磨料射流是一种高效、绿色的破岩方式,其辅助机械刀具破碎岩石能显著降低刀具的磨损,提高破岩掘进效率。为揭示磨料射流冲击作用岩石的损伤破碎特征,明确其高效破岩参数,本文基于SPH-FEM耦合算法建立了磨料射流冲击岩石的数值模型,获得了磨料射流冲蚀深度、面积及岩石损伤宽度的变化规律。结果表明:5种不同工况下,冲蚀坑都大致呈“V”型;磨料浓度的增加,对主裂纹的萌生及发育具有促进作用;磨料水射流较纯水射流具备更大的冲击能量,导致更大的冲蚀深度及更大的破碎面积。本研究条件下,磨料最优浓度为23%,该研究成果对磨料射流高效切割及破碎岩石的参数优化选取等具有重要意义。 展开更多
关键词 SPH-FEM耦合算法 磨料水射流 数值模型 破岩 磨料浓度
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基于Taguchi-GA协同的磁性磨料抛光性能预测及制备工艺参数寻优
5
作者 王燎原 孙玉利 +4 位作者 张桂冠 吴鹏飞 易思广 孙业斌 左敦稳 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期43-53,共11页
通过改变黏结法磁性磨料的制备工艺参数来设计正交试验,制备不同系列规格的磁性磨料,并对其进行形貌和成分检测.以3D打印AlSi10Mg板为加工对象,通过平面磁力研磨试验,揭示磁性磨料制备工艺参数对磁力研磨质量的影响规律.基于回归分析,... 通过改变黏结法磁性磨料的制备工艺参数来设计正交试验,制备不同系列规格的磁性磨料,并对其进行形貌和成分检测.以3D打印AlSi10Mg板为加工对象,通过平面磁力研磨试验,揭示磁性磨料制备工艺参数对磁力研磨质量的影响规律.基于回归分析,建立参数与响应之间的回归模型,通过遗传算法实现参数优化.结果表明,在SiC粒径为18~25µm,Fe与SiC的质量比为4.7,环氧树脂与聚酰胺的质量比为2,固化温度为100℃的条件下,材料去除率为1.7 mg/min,表面粗糙度由原始的3.90µm降低至0.27µm,降低率为93.1%. 展开更多
关键词 优化 遗传算法 磁性磨料 磁力研磨 抛光性能
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可降解软磨料对再制造水射流清洗性能影响因素研究
6
作者 柴彤山 黄呈棋 +3 位作者 李红钢 程怀玉 武子全 龙新平 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期71-81,共11页
提出一种新型可降解软磨料用于磨料水射流清洗技术,分析对比不同硬度磨料水射流清洗再制造零部件的清洗性能和表面损伤规律.采用石榴石硬磨料水射流、核桃壳软磨料水射流和纯水射流3种射流方式,开展清洗零部件污垢的对比试验;在不同清... 提出一种新型可降解软磨料用于磨料水射流清洗技术,分析对比不同硬度磨料水射流清洗再制造零部件的清洗性能和表面损伤规律.采用石榴石硬磨料水射流、核桃壳软磨料水射流和纯水射流3种射流方式,开展清洗零部件污垢的对比试验;在不同清洗方式下,分析清洗速率、比能耗、清洗后表面粗糙度、最大坑深等4个方面的差异,并从宏观和微观层面分析不同清洗模式下基体损伤情况.结果表明,核桃壳软磨料能够有效去除表面污垢和杂质,降低比能耗,提高清洗速率,同时又不会对基体表面产生较大的损伤,在再制造业清洗或对表面粗糙度要求高的场合下,是一种较为理想的选择. 展开更多
关键词 磨料 可降解 水射流清洗 再制造业
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网格化磨料射流割缝辅助截齿破岩试验研究
7
作者 王凤超 刘应科 +2 位作者 张利瑶 周鑫 钮月 《煤炭技术》 CAS 2024年第5期265-269,共5页
针对煤矿岩巷掘进过程中截齿破岩能力不足、效率低、磨损快等问题,提出了网格化磨料射流割缝辅助截齿破岩方法,并进行了正交化物理模拟试验,研究了工况参数对破岩效果的影响。结果表明:(1)磨料射流对岩石预制割缝,能够显著提高截齿单位... 针对煤矿岩巷掘进过程中截齿破岩能力不足、效率低、磨损快等问题,提出了网格化磨料射流割缝辅助截齿破岩方法,并进行了正交化物理模拟试验,研究了工况参数对破岩效果的影响。结果表明:(1)磨料射流对岩石预制割缝,能够显著提高截齿单位时间的破岩体积,且试验中网格尺寸和割缝深度取值越大,破岩效率越高。(2)当射流割缝辅助破岩时,截齿等效应力峰值和均值均显著降低,有效减少截齿磨损。(3)网格化磨料射流辅助截齿破岩参数的优选工况组合为:横向和纵向网格尺寸分别为44、30 mm,喷嘴进给速度为600 mm/min。研究成果为网格化磨料射流辅助机械截齿破岩技术推广应用提供了理论基础与数据支撑。 展开更多
关键词 岩巷掘进 射流割缝 磨料射流 截齿破岩
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新型耐电蚀磨料电极电化学放电加工MMC实验研究
8
作者 邓子杰 林浩然 +3 位作者 张凤林 郭金保 蔡鹏程 刘江文 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第5期84-93,共10页
针对采用传统的铜基磨料电极电化学放电加工颗粒增强金属基复合材料(PR-MMCs)工具电极快速损耗的问题,文章提出一种采用熔点高、硬度高的钨铜作为磨料电极的基体材料,探索一种基于钨铜基磨料电极的高速磨削辅助电化学放电加工PR-MMCs的... 针对采用传统的铜基磨料电极电化学放电加工颗粒增强金属基复合材料(PR-MMCs)工具电极快速损耗的问题,文章提出一种采用熔点高、硬度高的钨铜作为磨料电极的基体材料,探索一种基于钨铜基磨料电极的高速磨削辅助电化学放电加工PR-MMCs的新方法。铜电极、铜基磨料电极和钨铜基磨料电极分别被用于铝基碳化硅(SiCp/Al)复合材料的加工对比实验。研究结果表明,相比铜电极和传统的铜基磨料电极,新型的钨铜基磨料电极在加工SiCp/Al中展现出更好的耐电蚀性能和加工效率:钨铜基磨料电极的电极相对损耗率(TWR)均低于铜电极和传统铜基磨料电极的电极相对损耗率,最低可达铜电极的1.1%和传统铜基磨料电极的28.8%;钨铜磨料电极的材料去除效率(MRR)均高于铜电极和传统铜基磨料电极,最高可达铜电极的8.0倍和传统铜基磨料电极的2.5倍。 展开更多
关键词 金属基复合材料 G-ECDM 钨铜磨料电极 电极相对损耗率 材料去除率
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磨料水射流切削皮质骨断面形貌特征研究
9
作者 杨焘 赵韡 +2 位作者 祝锡晶 陈俊伟 潘浩宇 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期64-70,共7页
为探索磨料水射流切削过程中对皮质骨材料的切削机理,提高切削断面质量,分别以石榴石、氯化钠为磨料对皮质骨进行切削,对比不同切削方向下断面粗糙度变化规律以及微观划痕特征.实验结果表明,断面粗糙度数值均呈现先减小后增大的特点,依... 为探索磨料水射流切削过程中对皮质骨材料的切削机理,提高切削断面质量,分别以石榴石、氯化钠为磨料对皮质骨进行切削,对比不同切削方向下断面粗糙度变化规律以及微观划痕特征.实验结果表明,断面粗糙度数值均呈现先减小后增大的特点,依据表面粗糙度数值将断面分为初始区、光滑区、粗糙区3部分.当使用磨料为氯化钠,切削方向垂直于骨单元时,断面粗糙度平均值分别是切削方向平行和横向于骨单元时断面粗糙度平均值的1.74倍和1.70倍.当使用磨料为石榴石,切削方向垂直于骨单元时,断面粗糙度平均值分别是切削方向平行和横向于骨单元时断面粗糙度平均值的1.41倍和1.55倍.切削过程中断面形成大量微米级划痕,对比氯化钠、石榴石2种磨料对断面划痕特征的影响,与石榴石相比,当使用磨料为氯化钠时,皮质骨切削断面划痕尺寸偏大,长度、宽度值跨度相近,划痕深度值跨度较大. 展开更多
关键词 水射流 磨料 皮质骨 表面粗糙度 微观形貌
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新型钢抛光液中磨料的种类及其性能研究进展
10
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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微晶玻璃固结磨料研磨加工亚表面损伤预测研究
11
作者 王科荣 宗傲 +2 位作者 牛凤丽 张羽斐 朱永伟 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期158-167,共10页
目的 快速、准确预测微晶玻璃在研磨加工过程中的亚表面损伤状况,制定合理的加工工艺。方法 通过建立微晶玻璃的离散元模型,仿真分析了研磨压力等研磨工艺参数对工件亚表面损伤的影响规律,并采用角度抛光法对研磨后微晶玻璃的亚表面损... 目的 快速、准确预测微晶玻璃在研磨加工过程中的亚表面损伤状况,制定合理的加工工艺。方法 通过建立微晶玻璃的离散元模型,仿真分析了研磨压力等研磨工艺参数对工件亚表面损伤的影响规律,并采用角度抛光法对研磨后微晶玻璃的亚表面损伤状况进行了实验验证。结果 采用W14金刚石固结磨料垫研磨微晶玻璃,当研磨压力为10 kPa时,工件亚表面裂纹层深度为1.75μm,当研磨压力降低至3.5 kPa时,工件亚表面裂纹层深度为1.38μm;随着研磨压力的降低,亚表面微裂纹数量减少。研磨残余应力层分布深度大于微裂纹层的,且在微裂纹的尖端存在较大的残余拉应力。结论 角度抛光法得到的亚表面裂纹层深度与仿真结果一致,偏差范围为-10.87%~11.29%,残余应力仿真结果与试验结果的偏差为7.89%。离散元仿真能够比较准确地预测固结磨料研磨微晶玻璃的亚表面损伤状况,为其研磨抛光工艺参数的制定提供了理论参考依据。 展开更多
关键词 微晶玻璃 固结磨料研磨 亚表面损伤 残余应力 离散元仿真
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超硬磨料套料钻水下钻削P110钢的磨损实验
12
作者 吴涛 黄辉 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2024年第1期133-142,共10页
P110钢具有良好的综合力学性能,广泛用作油气井的套管,使用硬质合金工具对其进行水下钻削时工具磨损严重。实验研究3种不同超硬磨粒及结合剂的套料钻水下钻削P110钢的磨耗比,跟踪观察套料钻表面的磨粒形貌变化,并分析金刚石磨粒表面的... P110钢具有良好的综合力学性能,广泛用作油气井的套管,使用硬质合金工具对其进行水下钻削时工具磨损严重。实验研究3种不同超硬磨粒及结合剂的套料钻水下钻削P110钢的磨耗比,跟踪观察套料钻表面的磨粒形貌变化,并分析金刚石磨粒表面的石墨化情况。结果表明:在相同加工条件下,3种不同套料钻的端面磨耗大致相同,但使用金刚石磨粒的套料钻侧面磨损明显小于使用立方氮化硼(cBN)磨粒套料钻的;在水下加工条件下,端面金刚石磨粒会产生石墨化,但其仍保持一定的切削能力;结合剂硬度影响磨粒出露,从而导致套料钻在不同工作状态下的性能产生差异。 展开更多
关键词 超硬磨料 套料钻 水下钻削 P110钢 磨损
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弹性基体软固结磨料磨具的材料去除机理
13
作者 王家庆 郭磊 +3 位作者 刘天罡 郭万金 吕景祥 靳淇超 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期192-204,共13页
基于弹性磨具的磨抛工艺为硬脆材料超精密加工效率与加工质量的兼顾平衡提供了新的解决思路,但其磨抛过程的材料去除机理尚未明确。为研究弹性磨抛过程中的材料去除行为,以硅橡胶作为磨具基体材料,混合微米级金刚石磨料制备弹性基体软... 基于弹性磨具的磨抛工艺为硬脆材料超精密加工效率与加工质量的兼顾平衡提供了新的解决思路,但其磨抛过程的材料去除机理尚未明确。为研究弹性磨抛过程中的材料去除行为,以硅橡胶作为磨具基体材料,混合微米级金刚石磨料制备弹性基体软固结磨料磨具,利用有限元仿真分析方法研究弹性基体软固结磨粒的受力状态,结合接触力学与运动学分析建立考虑单颗磨粒磨损行为与有效磨粒数量的材料去除模型,通过石英玻璃试件的弹性磨抛加工试验验证预测模型的准确性。结果表明:石英玻璃试件的材料去除率随着磨抛压力、主轴转速、磨具偏角的增大而显著增加,而磨料粒径对其影响程度较小;当工艺参数组合为磨料粒径100μm、磨抛压力7 N、主轴转速1500 r/min、磨具偏角20°时,经60 min磨抛后,工件已加工表面粗糙度由1.069μm降至0.089μm,材料去除率为8.893×10^(8)μm^(3)/min;该试验条件下,建立的材料去除模型预测准确度相比Preston经典模型提高36.7%。研究成果可为实现硬脆材料的确定性材料去除提供技术支持和理论依据。 展开更多
关键词 弹性基体磨具 软固结磨料 磨削抛光 材料去除效率 多因素模型
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微晶陶瓷磨料砂轮磨削轴承钢实验探讨
14
作者 边华英 王学涛 +4 位作者 杨崇 李俊姣 张梦真 李静 刘永川 《河南科学》 2024年第3期321-327,共7页
特定的生产或试验条件下不同的磨料制作的砂轮具有不同的性能表现,为了考察市售微晶陶瓷磨料(CA)的适用性,选取四种不同品牌相近规格的CA磨料制作新型CA磨料砂轮进行磨削试验,以等效组分等量替代法采用相同的砂结比、成型、干燥等工艺... 特定的生产或试验条件下不同的磨料制作的砂轮具有不同的性能表现,为了考察市售微晶陶瓷磨料(CA)的适用性,选取四种不同品牌相近规格的CA磨料制作新型CA磨料砂轮进行磨削试验,以等效组分等量替代法采用相同的砂结比、成型、干燥等工艺技术条件,制成砂轮样品并分别编号为1^(#)~4^(#),对轴承钢工件进行磨削试验,比对磨削比、磨削功率的变化以及磨削后工件表面质量、砂轮表面形貌特征,了解该工艺技术条件下不同CA磨料制得的低温陶瓷结合剂砂轮的性能.结果表明,1^(#)和2^(#)磨料制作的砂轮综合磨削性能较好,4^(#)无明显优势,但磨削后工件表面光洁度较好,3^(#)砂轮表现不佳. 展开更多
关键词 低温陶瓷结合剂 微晶陶瓷磨料砂轮 轴承钢 砂结比
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坚硬顶板高压磨料射流侧向切顶煤柱卸荷技术研究
15
作者 季飞 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第1期120-126,共7页
针对坚硬顶板下临空巷道存在的高应力、大变形、难支护等问题,分析了磨料射流能量分布情况,研究了磨料颗粒及高压水射流的冲击破岩作用。基于“砌体梁”原理,建立不同岩性条件下的岩层周期破断力学模型,研究了巷道侧向切顶条件下上覆岩... 针对坚硬顶板下临空巷道存在的高应力、大变形、难支护等问题,分析了磨料射流能量分布情况,研究了磨料颗粒及高压水射流的冲击破岩作用。基于“砌体梁”原理,建立不同岩性条件下的岩层周期破断力学模型,研究了巷道侧向切顶条件下上覆岩层断裂情况,采用数值模拟分析切顶前后煤柱应力变化情况,提出了磨料射流侧向切顶煤柱卸荷技术。现场试验结果表明,采用磨料射流切顶后巷道高度变形量减小38.7%,宽度变形量减小45.8%,巷道变形得到有效控制。同时,切顶后每日最大总能量降低85.5%,平均每日总能量降低82.6%。验证了磨料射流侧向切顶对坚硬顶板的弱化效果,为坚硬顶板弱化治理提供了一种新的技术手段。 展开更多
关键词 坚硬顶板 切顶 临空巷道 煤柱应力 磨料射流 高压水射流
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Y^(3+)掺杂二氧化硅磨料的合成及其在氧化锆陶瓷中的化学机械抛光行为
16
作者 代三威 雷红 付继芳 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期31-42,共12页
为了提高氧化锆陶瓷的抛光效率,在二氧化硅表面掺杂Y^(3+)得到改性磨料.X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)分析表明,Y元素以Y(OH)_(3)的形式存在于改性磨料中.扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)... 为了提高氧化锆陶瓷的抛光效率,在二氧化硅表面掺杂Y^(3+)得到改性磨料.X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)分析表明,Y元素以Y(OH)_(3)的形式存在于改性磨料中.扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和粒度分析结果表明,复合磨料呈球形,粒度均匀,无聚集体和2次颗粒出现.与纯胶体二氧化硅磨料相比,材料去除率(material removal rate,MRR)提高了33%左右.MRR增大的原因是掺杂的Y(OH)_(3)改变了二氧化硅颗粒的Zeta电位,减小了二氧化硅颗粒与氧化锆陶瓷之间的排斥力,增大了二氧化硅颗粒和氧化锆陶瓷基体之间的接触概率,导致摩擦系数增大. 展开更多
关键词 氧化锆陶瓷 化学机械抛光 磨料 掺杂二氧化硅 Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek理论
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复合磨料的制备及其对层间介质CMP性能的影响
17
作者 陈志博 王辰伟 +4 位作者 罗翀 杨啸 孙纪元 王雪洁 杨云点 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第4期323-329,共7页
以SiO_(2)为内核、CeO_(2)为外壳制备出了核壳结构复合磨料,用以提升集成电路层间介质的去除速率及表面一致性。采用扫描电子显微镜(SEM)观察复合磨料的表面形貌,利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线光电子能谱仪(... 以SiO_(2)为内核、CeO_(2)为外壳制备出了核壳结构复合磨料,用以提升集成电路层间介质的去除速率及表面一致性。采用扫描电子显微镜(SEM)观察复合磨料的表面形貌,利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析复合磨料的表面物相结构及化学键组成。研究结果表明,所制备的复合磨料呈现出“荔枝”形,平均粒径为70~90 nm,CeO_(2)粒子主要以Si—O—Ce键与SiO_(2)内核结合。将所制备的复合磨料配置成抛光液进行层间介质化学机械抛光(CMP)实验。实验结果表明,Zeta电位随着pH值的降低而升高,当pH值约为6.8时达到复合磨料的等电点。当pH值为3时,层间介质去除速率达到最大,为481.6 nm/min。此外,研究发现去除速率还与摩擦力和温度有关,CMP后的SiO_(2)晶圆均方根表面粗糙度为0.287 nm。 展开更多
关键词 复合磨料 核壳结构 层间介质 化学机械抛光(CMP) 去除速率
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半导体材料CMP过程中磨料的研究进展
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作者 何潮 牛新环 +4 位作者 刘江皓 占妮 邹毅达 董常鑫 李鑫杰 《微纳电子技术》 CAS 2024年第1期21-34,共14页
对磨料在半导体材料化学机械抛光(CMP)中的应用和研究进展进行了简单阐述,从各代半导体材料制成半导体器件的加工要求介绍了磨料在半导体材料CMP中的重要性,从CMP过程中磨料与半导体材料的相互作用介绍了磨料在半导体材料CMP中的环保性... 对磨料在半导体材料化学机械抛光(CMP)中的应用和研究进展进行了简单阐述,从各代半导体材料制成半导体器件的加工要求介绍了磨料在半导体材料CMP中的重要性,从CMP过程中磨料与半导体材料的相互作用介绍了磨料在半导体材料CMP中的环保性,从磨料的改性和制备介绍了磨料在半导体材料CMP中应用的限制性,重点从半导体材料的去除速率和表面质量介绍了磨料对半导体材料抛光性能的影响,并对国内外研究中单一磨料、混合磨料和复合磨料对半导体材料抛光性能的影响进行了评述,总结了近年来磨料在半导体材料CMP中的研究进展。最后,对磨料在半导体材料CMP中存在的共性问题进行了总结,并对该领域所面临的挑战及发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 化学机械抛光(CMP) 抛光性能 磨料 去除速率 表面质量
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CMP抛光液中SiO_(2)磨料分散稳定性的研究进展
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作者 程佳宝 石芸慧 +6 位作者 牛新环 刘江皓 邹毅达 占妮 何潮 董常鑫 李鑫杰 《微纳电子技术》 CAS 2024年第2期25-35,共11页
对SiO_(2)磨料在化学机械抛光(CMP)抛光液中的应用以及影响抛光液分散稳定性的因素进行了阐述,重点从SiO_(2)磨料分散稳定性的角度介绍了SiO_(2)磨料质量分数和粒径、抛光液pH值、表面活性剂种类和表面改性等对抛光液稳定性的影响,通过... 对SiO_(2)磨料在化学机械抛光(CMP)抛光液中的应用以及影响抛光液分散稳定性的因素进行了阐述,重点从SiO_(2)磨料分散稳定性的角度介绍了SiO_(2)磨料质量分数和粒径、抛光液pH值、表面活性剂种类和表面改性等对抛光液稳定性的影响,通过分析Zeta电位绝对值的范围、凝胶时间的长短、粒径随时间的变化和接触角等,总结了小粒径(35 nm左右)SiO_(2)磨料在抛光液中的分散机理,同时探讨了弱碱性环境对磨料Zeta电位的影响,阳离子、阴离子和非离子表面活性剂对磨料表面的作用机理和复配使用的效果,以及表面疏水化或亲水化改性对磨料分散稳定性的影响。最后对该领域未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 化学机械抛光(CMP) SiO_(2)磨料 表面活性剂 分散稳定性 PH值
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基于Halcon的磨料水射流加工断面特征识别与分析
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作者 高卫东 赵韡 +1 位作者 潘浩宇 柴子凡 《机械设计与制造工程》 2024年第1期110-114,共5页
针对加工断面特征参数测量效率低的问题,提出一种基于机器视觉的断面特征识别方法。首先对采集到的加工断面图像进行灰度形态学降噪、双边滤波等预处理;然后通过Otsu阈值分割结合形态学操作得到水射流加工断面的条痕区域;最后完成对处... 针对加工断面特征参数测量效率低的问题,提出一种基于机器视觉的断面特征识别方法。首先对采集到的加工断面图像进行灰度形态学降噪、双边滤波等预处理;然后通过Otsu阈值分割结合形态学操作得到水射流加工断面的条痕区域;最后完成对处理后条痕区域特征参数的测量。结果表明:所用方法能够有效对加工断面条痕区域进行较清晰的提取,提高了断面特征参数的测量效率。 展开更多
关键词 磨料水射流 特征参数 机器视觉 HALCON
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