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凝胶磨抛工具的制备修整及加工性能评价

作　者: 匡斌
导　师: 徐西鹏
学　校: 华侨大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 团聚凝胶修整磨抛表面粗糙度光泽度
分类号: TU69
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

传统的粉末冶金技术制备磨具是将固体的金属非金属粉末和磨料粉末,通过配制搅拌、压制成型,烧结而成。而超细磨料由于大的比表面积和较高的比表面能,在和这些粉末混合的过程中,极易发生粒子凝并、团聚,形成二次颗粒。但是超细粉体在液体介质可均匀分散,由于颗粒与液体介质间的润湿作用和介质中颗粒间相互作用共同起作用,还可以辅以物理分散,如机械搅拌、超声分散等手段可以让粉体在液体介质中均匀分散。本文利用磨料在海藻酸钠溶液中均匀分散,在磨料不沉淀情况下和氯化钙溶液反应,制备出超细磨料均匀分布的凝胶磨抛工具。通过对这种凝胶磨抛工具进行修整研究,以及修整后对硅片和石材进行磨抛实验,得出如下结论:1、在对凝胶磨抛盘的三种修整方案中,金刚石钎焊盘的修整效率最高,15小时达到稳定状态;砂轮次之,35小时才达到稳定状态;游离磨料修整效率最低。游离磨料修整效果差,周向和径向不平度都达到700μm左右;砂轮和金刚石钎焊盘的效果好.2、在使用凝胶磨抛盘对硅片进行磨抛加工时,随磨抛压力增加硅片表面粗糙度减小,但是当压力超过(13.7×104Pa)时,再增大压力时,粗糙度会因为划擦作用而增大;随着磨料浓度增加,硅片表面粗糙度减小,在浓度达到一定值(3%)时,硅片的表面粗糙度达到稳定;磨料粒度小,硅片表面粗糙度小,W5的效果明显优于W10和W20,但是W10和W20磨料磨抛效果相差不大;随着硅片转速的增加,表面粗糙度减小;随着磨抛盘的转速的增加,硅片表面粗糙度变大;随着加工时间的增长,硅片表面粗糙度减小,加工30分钟时粗糙度最小,但如果再延长磨抛时间,会因为磨抛盘表面磨损而增多的划擦因素而使硅片表面粗糙度增大。3、在用磨抛盘对石材进行磨抛加工过程中,只考察石材表面形貌和光泽度随磨抛时间的变化。石材表面的缺陷和锯痕随磨抛时间增长而减少;石材表面光泽度随磨抛时间增长而提高,但到一定加工时间后保持稳定,其中安溪红和天山红在磨抛20小时,稳定在77左右,而山西黑在磨抛10小时后光泽度达稳定,在84左右。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-15
  1.1 引言  10
  1.2 凝胶法  10-14
    1.2.1 凝胶法介绍  10-11
    1.2.2 凝胶法发展和应用  11-13
    1.2.3 凝胶干燥技术  13-14
    1.2.4 凝胶磨抛工具制备方法  14
  1.3 论文的主要思路和内容  14-15
第二章实验方案及条件  15-23
  2.1 凝胶磨抛工具制备  15-16
  2.2 磨抛工具的修整  16
  2.3 工件材料  16-19
    2.3.1 硅片试样  16-17
    2.3.2 石材试样  17-19
  2.4 磨抛工艺  19-20
    2.4.1 磨抛工作方式  19
    2.4.2 工件的粘结  19-20
    2.4.3 工件的清洗  20
  2.5 磨抛加工工艺参数  20-22
    2.5.1 硅片的磨抛加工工艺参数  20-22
    2.5.2 石材的加工工艺参数  22
  2.6 磨抛后工件的测试  22-23
    2.6.1 磨抛后工件表面粗糙度的测量  22
    2.6.2 磨抛后工件表面形貌的观察  22
    2.6.3 磨抛后石材表面光泽度的测量  22-23
第三章凝胶工具的制备  23-30
  3.1 凝胶磨抛工具制备  23-28
    3.1.1 方案3-1—湿凝胶法  23-26
    3.1.2 方案3-2—干凝胶法  26-28
  3.2 抛光盘的粘结  28
  3.3 抛光盘的修整方案  28-30
第四章修整实验结果及比较  30-36
  4.1 用游离SiC 磨料修整抛光盘  30-31
  4.2 用砂轮修整磨抛盘  31-33
  4.3 用金刚石钎焊盘修整磨抛盘  33-35
  4.4 本章小结  35-36
第五章硅片磨抛加工及其结果分析  36-57
  5.1 硅片表面随磨抛压力的变化情况  36-39
    5.1.1 不同磨抛压力下硅片表面形貌的变化  36-37
    5.1.2 不同磨抛压力下硅片表面粗糙度轮廓曲线  37-39
    5.1.3 不同磨抛压力下硅片表面粗糙的变化  39
  5.2 硅片表面随硅片转速的变化情况  39-43
    5.2.1 不同硅片转速下硅片表面形貌的变化  40-41
    5.2.2 不同硅片转速下硅片表面粗糙度轮廓曲线  41-42
    5.2.3 不同硅片转速下硅片表面粗糙的变化  42-43
  5.3 硅片表面随磨抛盘转速的变化情况  43-46
    5.3.1 不同磨抛盘转速下硅片表面形貌的变化  43-44
    5.3.2 不同磨抛盘转速下硅片表面粗糙度轮廓曲线  44-45
    5.3.3 不同磨抛盘转速下硅片表面粗糙的变化  45-46
  5.4 硅片表面随磨抛时间的变化情况  46-50
    5.4.1 不同磨抛时间下硅片表面形貌的变化  46-47
    5.4.2 不同磨抛时间下硅片表面粗糙度轮廓曲线  47-49
    5.4.3 不同磨抛盘时间下硅片表面粗糙的变化  49-50
  5.5 硅片表面随磨料粒度的变化情况  50-52
    5.5.1 不同磨料粒度下硅片表面形貌的变化  50-51
    5.5.2 不同磨料粒度下硅片表面粗糙度轮廓曲线  51-52
    5.5.3 不同磨料粒度下硅片表面粗糙的变化  52
  5.6 硅片表面随磨料浓度的变化情况  52-56
    5.6.1 不同磨料浓度下硅片表面形貌的变化  53
    5.6.2 不同磨料浓度下硅片表面粗糙度轮廓曲线  53-55
    5.6.3 不同磨料浓度下硅片表面粗糙度的变化  55-56
  5.7 本章小结  56-57
第六章石材磨抛加工及其结果分析  57-63
  6.1 安溪红的磨抛加工  57-58
  6.2 天山红的磨抛加工  58-60
  6.3 山西黑的磨抛加工  60-62
  6.4 本章小结  62-63
第七章结论和展望  63-65
  7.1 对论文工作的总结  63-64
  7.2 展望  64-65
参考文献  65-68
致谢  68-69
攻读硕士学位期间发表的论文  69

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