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树脂结合剂金刚石砂轮磨削蓝宝石的磨损过程研究

蓝宝石具有优良的物理性能、光学性能、电学性能和力学性能,广泛应用于窗口、照明和半导体衬底等领域。同时作为氮化镓外延生长的衬底材料,在完成电极制备工艺后,需要对蓝宝石衬底进行背面减薄,以提高器件的散热性能,超精密磨削技术在快速减薄中具有去除速率高及可控性好等优势。蓝宝石快速减薄磨削主要使用金刚石砂轮,其中树脂结合剂金刚石砂轮因其原料来源丰富、成型简单、自锐性好、效率高、成本低等优点在金属、树脂、陶瓷3大种类砂轮中占60%~70%份额。砂轮的性能一定程度上决定了蓝宝石减薄磨削中的磨削效率及磨削后蓝宝石表面质量,而砂轮的磨损形式及砂轮的磨损过程决定磨削过程的稳定性。

  • 2022-02-05
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晶硅和蓝宝石加工用金刚石工具介绍

单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,这种晶体具有基本完整的点阵结构,是一种良好的半导体材料,纯度能达到99.9999%,主要用于制造半导体器件和太阳能电池等。单晶硅(图1a) 的制造方法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。 多晶硅( 图1b) 是单质硅的一种形态,熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,而且这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。多晶硅是生产单晶硅的直接原料,是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。被称为“微电子大厦的基石”。

  • 2022-02-05
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不同种类金刚石线锯综述丨制作工艺、使用现状、研究成果、发展前景

固结磨粒金刚石线锯是一种比较新颖的精密高效加工工具,其利用特定工艺把金刚石磨粒固结在基体表面。该线锯比游离磨粒线锯的耐磨性更高,同时可以承受较大的切削力及较长的切削时间。根据制备过程中结合剂不同,有树脂结合剂金刚石线锯、钎焊金刚石线锯、电镀金刚石线锯等。不同种类的线锯又有不同的优缺点,适合不同的应用途径,本文就这些不同种类的金刚石线锯做了相应的综述,总结了其各自的制作工艺、使用现状、研究成果、发展前景。

  • 2022-02-05
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蓝宝石加工用高效水基金刚石研磨液的制备与性能

为提高研磨液加工效率,改进工件表面加工质量,采用表面改性技术、助剂复配技术、超声分散工艺技术制备了一种蓝宝石加工用高效水基金刚石研磨液,应用该研磨液对蓝宝石进行研磨加工,可实现材料去除速率1.35μm/min、表面粗糙度Ra值16nm、表面无明显划痕的优异研磨加工效果。并将自制的研磨液与国内外同类研磨液产品的使用性能进行对比分析,结果表明自制的金刚石研磨液在材料去除速率、加工后工件表面粗糙度Ra值以及表面划痕方面均优于其他同类产品。

  • 2022-02-05
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大口径光学元件的精密磨抛与检测装备开发及应用

大口径光学元件超精密加工是一个复杂的系统性工程,涉及精密机床、数控、加工技术与工艺、精密检测和补偿控制等机电控各领域的专业知识,其发展与一个国家的高端制造技术及装备发展能力息息相关,也是一个国家综合国力的集中体现。主要介绍了厦门大学微纳米加工与检测联合实验室在大口径光学元件超精密加工技术及装备方面取得的研究进展,针对大口径光学元件磨削和抛光两个加工流程及其配套的精密检测技术,详细阐述了磨削装备及单元技术、可控气囊抛光机床及相关单元技术、精密检测装备及相关单元技术等的研究应用情况。这些技术研究从超精密加工的需求出发,借鉴国内外的研究经验和成果,通过对装备、工艺、检测等各方面整合,形成了具有自主知识产权的集磨削、抛光和检测装备及工艺技术的大口径光学元件超精密加工体系,这些技术与装备确保了大口径光学元件的高质量超精密加工。

  • 2022-02-05
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聚晶金刚石研磨工艺参数分析

PCD本 身的高硬度、高耐磨性给其加工带来了很大困难。目前PCD复合片的表面精整加工主要是以研磨为主,但由于PCD本身具有与金刚石磨料相近的性质,因而与普通材料的研磨加工有很大的不同,其研磨机理、研磨工艺均有自身的规律。本文对PCD研磨机理进行了初步探讨,并通过大量试验,分析了研磨工艺参数对PCD研磨效率和研磨质量的影响。

  • 2022-02-05
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碳化硅及其颗粒增强铝基复合材料超精密加工研究进展

随着航空航天、汽车及光学精密仪器等领域对材料性能的日益增长,碳化硅(SiC)及其颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)以其优异性能得到了越来越多的关注。作为一种超硬陶瓷材料,SiC以其稳定的化学惰性、高热导率、高比刚度和耐高温性等高度理想的工程性能而成为空间激光镜以及非球面玻璃透镜热压成型模具的合适选择,这对其超精密加工提出了很高的要求。SiCp/Al复合材料同样具有比强度和比模量高、耐高温、耐磨损、耐疲劳、热膨胀系数小、尺寸稳定性好等优异的综合性能,其中通过精密、超精密加工获得的SiCp/Al零部件主要应用于卫星轴承/天线、激光反射镜、惯性导航系统等。

  • 2022-02-05
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石英半球谐振子超精密加工技术现状及发展建议

半球谐振陀螺(HemisphericalResonator Gyro,简称HRG)是一种高精度、高可靠和长寿命的新型固态陀螺仪。与传统陀螺仪相比,半球谐振陀螺在结构上不存在高速转子和活动支承,它利用半球壳体唇缘的径向振动驻波进动效应来感测基座旋转的一种哥式振动陀螺,零部件数量少、体积小、质量轻、功耗低,具有很高的测量精度、超强的稳定性和可靠性、良好的抗冲击振动性和温度性能、独特的关机抗辐射能力,15年以上的工作寿命等卓越特点,在飞船与卫星的稳定控制、航天器导航、石油钻井勘探等领域有着突出优势和广阔应用前景,受到惯性技术界的广泛关注。

  • 2022-02-05
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