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為了提高微晶玻璃化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的材料去除速率(MRR),降低其表面粗糙度,利用自制的拋光液對微晶玻璃進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光,研究了4種含不同磨料(Si O2、Al2O3、Fe2O3、Ce O2)的拋光液對微晶玻璃化學(xué)機(jī)械拋光MRR和表面粗糙度的影響.利用納米粒度儀檢測拋光液中磨料的粒徑分布和Zeta電位,利用原子力顯微鏡觀察微晶玻璃拋光前后的表面形貌.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在相同條件下,采用Ce O2作為磨料進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光時(shí)可以獲得的表面質(zhì)量,拋光后材料的表面粗糙度Ra=0.4 nm,MRR=100.4 nm/min.進(jìn)一步研究了拋光液中不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Ce O2磨料對微晶玻璃化學(xué)機(jī)械拋光的影響,結(jié)果表明,當(dāng)拋光液中Ce O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí),MRR達(dá)到185 nm/min,表面粗糙度Ra=1.9 nm;而當(dāng)拋光液中Ce O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí),MRR=100.4 nm/min,表面粗糙度Ra=0.4 nm.Ce O2磨料拋光后的微晶玻璃能獲得較低表面粗糙度和較高M(jìn)RR.

為解決多孔金屬結(jié)合劑CBN砂輪在高孔隙率下的強(qiáng)度下降問題,采用球形尿素顆粒為造孔劑,制作孔徑、孔形和孔隙可控的多孔金屬結(jié)合劑砂輪磨料層胎體,研究不同載荷情況下的孔隙率和孔隙排布等孔隙結(jié)構(gòu)因素,對多孔金屬結(jié)合劑磨料層胎體力學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:孔隙有序排布時(shí)的胎體彈性模量要小于孔隙無序排布的;胎體材料的屈服強(qiáng)度隨孔隙率增大而下降;在相同孔隙率下,孔隙有序排布的胎體,在縱向受壓、孔隙正向排布的情況下屈服強(qiáng)度更高。

應(yīng)用空間圓弧和空間樣條曲線兩種規(guī)則曲線的插補(bǔ)算法,對多自由度磨料水射流噴嘴在笛卡爾坐標(biāo)系中拋光異型陶瓷零件進(jìn)行路徑規(guī)劃。通過建立理想狀態(tài)下的微細(xì)磨料水射流射流束拋光數(shù)學(xué)模型,采用矢量法對復(fù)雜的運(yùn)動軌跡利用圓弧和樣條曲線來逼近,在MATLAB軟件環(huán)境下建立了磨料水射流復(fù)雜曲面的拋光運(yùn)動數(shù)學(xué)模型,并對其進(jìn)行數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明,運(yùn)動數(shù)學(xué)模型所得到的運(yùn)動軌跡符合射流束拋光要求,從而證明了該模型的有效性和先進(jìn)性,為深入研究微細(xì)磨料水射流拋光軌跡優(yōu)化提供了重要的理論基礎(chǔ)。 基于溶膠-凝膠法所制備而成的生物高分子柔性拋光膜在晶圓拋光加工過程中具有高精度、低損傷等優(yōu)點(diǎn)。但由于金剛石是由共價(jià)鍵結(jié)合而成的晶體,它與生物高分子材料結(jié)合較差,導(dǎo)致在加工過程中會出現(xiàn)磨料脫落等問題,因此如何提高磨料與基體的界面結(jié)合以及如何測量磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度成為目前所需要解決的關(guān)鍵問題。本文采用了兩種界面結(jié)合強(qiáng)度的測量表征方法,并基于兩種測量方式評價(jià)了不同的表面處理方式對于界面結(jié)合強(qiáng)度的影響,考慮了添加偶聯(lián)劑、鍍覆金屬鈦、鍍覆金屬鈦后表面氧化、涂覆羥基氧化鐵等表面處理方式的影響,同時(shí)研究了磨料粒度對界面結(jié)合強(qiáng)度的影響。種方法是直接拉拔法,通過粘結(jié)劑將金剛石磨料直接從生物高分子基體中拉拔出,測定拉拔時(shí)所需要的拉拔力,并測定磨料與基體的接觸面積,從而計(jì)算得到磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度。第二種方法是基于拋光膜的拉伸強(qiáng)度來表征磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度,通過分析可以知道,磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度變化會直接導(dǎo)致生物高分子基體材料的拉伸強(qiáng)度發(fā)生變化,因此本論文嘗試使用拋光膜的拉伸強(qiáng)度來直接表征磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度。通過直接拉拔法對磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行測量,發(fā)現(xiàn)隨著磨料粒度的增大...

隨著光學(xué)、光電子學(xué)及數(shù)碼產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展，K9玻璃已在諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于K9玻璃屬于硬脆材料，在加工過程中極易發(fā)生脆性破壞，傳統(tǒng)加工技術(shù)難以獲得超光滑高質(zhì)量的表面。近年來，固結(jié)磨料化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)以其工藝可控性強(qiáng)、加工效率高、加工成本低以及綠色環(huán)保等一系列優(yōu)點(diǎn)受到越來越多的關(guān)注。本文采用顯微硬度方法分析了化學(xué)機(jī)械研拋中研拋液對K9玻璃表層硬度的影響，采用失重法對固結(jié)磨料研拋K9玻璃的材料去除過程中的機(jī)械與化學(xué)作用進(jìn)行了分離，利用正交實(shí)驗(yàn)的方法研究分析了各加工參數(shù)對K9玻璃研磨和拋光的材料去除率及三維輪廓表面粗糙度影響，優(yōu)化K9玻璃的研磨拋光工藝。本文所完成的主要工作和研究成果如下：（1）研究了研拋液對K9玻璃的化學(xué)作用采用去離子水和研拋液分別浸泡K9玻璃，測量并比較浸泡后K9的維氏硬度和壓痕對角線長度，根據(jù)所測數(shù)值進(jìn)一步計(jì)算出K9玻璃表面生成的變質(zhì)層厚度，驗(yàn)證了研拋液對K9玻璃的化學(xué)作用和變質(zhì)層厚度隨浸泡時(shí)間的變化規(guī)律。研究表明：研拋液對K9玻璃有比較劇烈的化學(xué)作用，可以在K9玻璃表面形成變質(zhì)層，隨著浸泡時(shí)間的延長變質(zhì)層的厚度逐漸增加但增加趨勢逐漸減緩