超精密气囊工具抛光方法的研究

针对气囊数控抛光获得高精密非球曲面零件的方法,分析了气囊抛光实验样机的结构、运动控制系统组成、柔性气囊的构成以及气囊进动运动方式和气囊抛光的加工原理.研究了气囊抛光工艺扩展可行性以及抛光过程中控制工件面形、表面质量和处理边缘效应的方法.研究表明气囊抛光工艺具有可扩展性.在试制的实验样机上进行了工艺参数综合实验,实验结果表明:利用气囊抛光方法可以加工出超精密光滑的表面,该方法是加工和制造超精密光学表面的有效方法.     

计算机仿真技术在超硬材料抛光技术中的应用

计算机仿真技术在机械工程、自动化控制工程、国防建设等领域得到广泛的应用，已成为研究、设计和分析复杂问题的重要工具。文中首次将计算机仿真技术引入超硬材料加工技术，从运动学和几何学原理出发，建立了双摇杆机构的数学模型，得出了双摇杆机构中工件中心点的运动轨迹方程，并用Visual Basic语言编制了相应的计算机仿真软件，以图形的形式显示出了运动轨迹曲线。并对各杆的长度及相角度等设计参数进行了优化，并将其成功地应用于立方氮化硼等超硬材料的抛光技术。     

Preparation of composite abrasives by electrostatic self-assembly method and its polishing properties in Cu CMP

The adsorption characteristics of cationic polyelectrolyte poly dimethyl diallyl ammonium chloride （PDADMAC） and anionic polyelectrolyte poly （sodium-p-styrenesulfonate） （PSS） on benzoguanamine formal- dehyde （BGF） particles are investigated. The charging characteristics of BGF particles are changed and con- trolled using electrostatic self-assembly method. A variety of PE,-BGF/SiO2 composite abrasives are obtained. The as-prepared samples are analyzed by zeta potential analysis, transmission electron microscope （TEM） and thermogravimetric （TG） analysis. The composite abrasive slurries are prepared for copper polishing. The poli- shing results indicate that it is SiO2 abrasives, not only coated SiO2 abrasive on polymer particles but also free SiO2 abrasive in slurry, that offer the polishing action. The material removal rates of copper polishing are 264 nm/min, 348 nm/min and 476 nm/min using single SiO2 abrasive slurry, PE0-BGF/SiO2 mixed abrasive slur- ry and PE3-BGF/SiO2 composite abrasive slurry, respectively. The surface roughness Ra of copper wafer （with 5μm×5μm district） is decreased from 0.166 μm to 3.7 nm, 2.6 nm and 1.5 nm, and the surface peak-valley values Rrv are less than 20 nm, 14 nm and 10 nm using these kinds of slurries, respectively. Key words ： chemico-mechanical polishing; polishing slurry; composite abrasives ; polyelectrolyte ; copper     

磨料流体抛光流场分析与实验研究

基于流体动压理论和κ-ε湍流模型,利用Fluent仿真研究工艺参数对光学玻璃磨料流体抛光效果的影响趋势.结果表明:流场压力与流体入射速度成正比,与最小加工间隙成反比;流场压力沿限控轮旋转方向逐渐增大,在最小加工间隙之前处达到最大值;流体入射角度为45°时,流场压力达到最大值.依据κ-ε湍流理论和Navier-Stokes方程建立的压力理论模型与仿真计算结果吻合.对K9玻璃进行磨料流体抛光实验研究,结果表明增大流体入射速度能有效地提高玻璃表面质量.     

光学元件气囊抛光去除效率影响因素研究

基于Preston方程分析了气囊抛光特性,确定去除函数的三个重要特征,即抛光斑尺寸、形状以及去除量,得到影响光学元件气囊抛光材料去除效率的主要参数.通过定点抛光实验,分析气囊充气压强、压缩量、主轴转速对BK7光学元件去除函数和材料去除效率的影响.结果表明:充气压强与压缩量对于气囊抛光去除函数的形状影响较大,去除效率随气囊充气压强增大先升高到2.08mm3/min后逐渐降低然后又升高,压缩量与气囊转速的提高增大了材料的去除效率,分别可以达到6.84mm3/min和5.04mm3/min.     

电泳共沉积法制备金刚石/Al2O3/玻璃复合涂层的工艺

以304不锈钢为基体,采用电泳共沉积法制备复合涂层,并通过烧结方式实现涂层在基体的固化。研究电泳共沉积过程中不同悬浮液组成、沉积电压、沉积时间和Al³⁺质量分数等因素对涂层性能的影响,对涂层进行微观结构表征和力学性能测试,并使用该工艺制备抛光盘,用于蓝宝石的抛光。结果表明：当沉积电压为50 V,沉积时间为6 min,添加质量分数为0.10%的Al³⁺时,可获得光滑、均匀的金刚石/Al₂O₃/玻璃复合涂层;复合涂层经450℃烧结3 h后,表面致密均匀,硬度达521 HV,复合涂层的耐磨性、与基体的结合强度均良好;使用抛光盘对蓝宝石进行抛光,可将表面粗糙度降低90.2%。     

镜面抛光硅衬底上金刚石薄膜的生长

在镜面抛光硅衬底上加负偏压,利用微波等离子体化学气相沉积方法生长金刚石薄膜。通过改变偏压成核阶段的不同条件制备出一系列样品,与直接在镜面抛光硅衬底上不加偏压直接生长的金刚石膜相比,成核密度明显提高,可达４×１０＾９ｃｍ＾－２。     

镜面抛光硅衬底上金刚石薄膜的生长

在镜面抛光硅衬底上加负偏压,利用微波等离子体化学气相沉积方法生长金刚石薄膜．通过改变偏压成核阶段的不同条件制备出一系列样品,与直接在镜面抛光硅衬底上不加偏压直接生长的金刚石膜相比,成核密度明显提高,可达4×109cm－2。     

磁性复合抛光体配制及其抛光性能试验研究

介绍一种新的磁性复合抛光体（MPT）的配制及检测方法．新的磁性抛光体是将磁性复合流体和磨粒、植物纤维素均匀混合,通过外加磁场压缩制成的,在磁场作用下为半固态．MPT的主要成分及规格：煤油基纳米直径Fe3O4的磁流体（MF）、微米级直径的铁粉、微米级直径的纯Al2O3磨粒．对几种混合比例的MPT分别进行了SEM的显微观察和抛光作用力的三维检测,在给定压力下对MPT的剪切力和抛光性能进行了试验．结果表明：磁性复合抛光体的配比影响着MPT最大剪切力,具有承受剪切力大的磁性抛光体的抛光效果较好．该研究为复杂曲面的高效、高质量抛光提供了应用依据．     

微晶玻璃陶瓷复合曲面板的研制

研究了微晶玻璃陶瓷复合曲面板的生产工艺。将微晶玻璃陶瓷复合平板放在具有弯曲空间或表面的底模上加热,使温度升至陶瓷或微晶玻璃陶瓷复合平板发生软化的温度时放下上压头,使平板形成与底模或上压头形状一致的曲面板。设计了微晶玻璃陶瓷复合曲面板热弯曲成型实验炉及专用表面抛光设备,并制订了热弯曲成型温度曲线。