基于固相反应的半固着磨具及其对蓝宝石抛光的探索研究

发布时间：2017-07-19 21:26

  本文关键词：基于固相反应的半固着磨具及其对蓝宝石抛光的探索研究

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【摘要】：为解决蓝宝石基片在研磨抛光过程中,表面容易产生划痕、裂纹、亚表面损伤、去除率低等问题,本文基于固相反应的半固着软质磨粒加工技术,研发了一种具有优良抛光性能的半固着磨具,研究其关键制作技术,检测半固着磨具机械性能。最后通过蓝宝石抛光实验测试半固着磨具加工性能。本文主要研究工作包括:研究了基于固相反应的半固着磨具加工机理,分析了蓝宝石晶片发生固相反应的条件及影响因素。根据化学热力学原理,利用HSC Chemistry软件仿真验证SiO2、CeO2磨粒与蓝宝石晶片发生固相反应的可能性。研究了半固着磨具的制作工艺及磨具质量影响因素。根据半固着磨具的技术指标,选择制作磨具的原材料:两种不同的磨粒(SiO2和CeO2),结合剂及造孔剂等。以磨具硬度为目标函数,采用回归法设计磨具配比。对磨具的原材料混和、固定成型、干燥硬化及表面修整等工艺进行分析研究,制作出符合要求的半固着磨具。分析了半固着磨具的制作流程及影响磨具质量的关键因素。检测了两组半固着磨具(SiO2磨具、CeO2磨具)的物理特性,包括硬度、抗压性能、微观组织。用两组半固着磨具对蓝宝石抛光实验,采用试验设计法研究不同磨粒对蓝宝石表面质量及去除率的影响。实验结果,采用SiO2磨粒和不饱和树脂结合剂制作的半固着磨具,在抛光蓝宝石6小时后,材料去除率为1.32μm/h,且表面粗糙度Ra从22nm降至6nm。综上所述,基于固相反应原理所制作的半固着磨具对蓝宝石抛光,具有高效、低损伤的特点。
【关键词】：蓝宝石 半固着磨具 固相反应 化学机械抛光 磨具制作
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG74;TG580.692
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 课题研究背景10-15
• 1.1.1 蓝宝石晶体材料特性11-13
• 1.1.2 蓝宝石基片的应用13-15
• 1.2 蓝宝石抛光加工国内外研究现状15-16
• 1.2.1 国外技术研究现状15
• 1.2.2 国内技术研究现状15-16
• 1.3 半固着磨粒加工技术16-18
• 1.4 课题的研究意义及论文主要内容18-22
• 1.4.1 课题的研究意义18-20
• 1.4.2 论文结构安排20-22
• 第2章 基于固相反应原理的半固着磨具加工理论研究22-36
• 2.1 半固着磨具的特性22-24
• 2.2 固相反应24-26
• 2.3 基于半固着磨具特性和固相反应的蓝宝石加工机理26-34
• 2.3.1 材料去除机理26-32
• 2.3.2 固相反应在加工蓝宝石的可行性32-34
• 2.4 本章小结34-36
• 第3章 半固着磨具配方设计36-46
• 3.1 技术指标36-37
• 3.2 半固着磨具的材料选择37-41
• 3.2.1 磨料的选择37-38
• 3.2.2 结合剂的选择38-39
• 3.2.3 辅料的选择39-41
• 3.3 半固着磨具材料配比设计41-45
• 3.3.1 设计原则41-43
• 3.3.2 回归设计43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 半固着磨具制作关键技术研究46-60
• 4.1 磨具制作实验设备46-48
• 4.2 半固着磨具制作工艺流程48-50
• 4.3 半固着磨具制作50-51
• 4.4 半固着磨具制作的关键影响因素分析51-58
• 4.4.1 制作工艺的影响51-56
• 4.4.2 配方的影响56-58
• 4.5 本章小结58-60
• 第5章 半固着磨具关键性能检测及蓝宝石加工实验60-68
• 5.1 半固着磨具性能检测60-63
• 5.1.1 半固着磨具的微观组织观测60-61
• 5.1.2 半固着磨具的硬度检测61
• 5.1.3 半固着磨具的抗压性能检测61-63
• 5.2 应用半固着磨具的蓝宝石加工实验63-67
• 5.2.1 蓝宝石加工实验63-65
• 5.2.2 实验结果讨论65-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第6章 总结与展望68-70
• 6.1 研究总结68
• 6.2 课题展望68-70
• 符号说明70-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-78
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 许凤秀,王美婷,李霞;关于SiO_2与BaCO_3固相反应的扩散动力学探讨[J];山东轻工业学院学报(自然科学版);2003年04期

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本文编号：564906