Al2O3陶瓷的激光辅助磨削机理 被引量：7

1

作者 马哲伦 于奎东 +1 位作者 董金龙 于天彪 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期541-545,550,共6页

针对氧化铝陶瓷难加工、加工表面质量差等问题,进行了激光辅助热磨削加工的研究.根据氧化铝陶瓷的热物理性能参数,分析了激光辅助磨削热加工机理,搭建激光辅助磨削加工实验系统,进行激光辅助磨削与常规磨削加工实验.采用扫描电子显微镜(... 针对氧化铝陶瓷难加工、加工表面质量差等问题,进行了激光辅助热磨削加工的研究.根据氧化铝陶瓷的热物理性能参数,分析了激光辅助磨削热加工机理,搭建激光辅助磨削加工实验系统,进行激光辅助磨削与常规磨削加工实验.采用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦分析加工后的工件表面.结果表明:采用激光辅助磨削加工氧化铝陶瓷可改变材料的去除方式,使陶瓷的脆性去除变为塑性去除;与常规磨削加工相比,加工表面形貌脆性断裂减少,表面粗糙度值更低,表面质量更好,砂轮使用寿命延长. 展开更多

关键词 激光辅助磨削 氧化铝陶瓷 塑性去除 表面质量 脆性断裂

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SiC单晶片研磨机理及试验 被引量：6

2

作者 李淑娟 胡海明 +1 位作者 李言 高新勤 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2065-2070,2075,共7页

SiC因其优良的物理机械性能而广泛应用于大功率器件以及IC领域。但其高的硬度和脆性导致其加工过程非常困难。本文分析了SiC单晶在研磨过程中的材料去除机理,讨论了塑性去除时磨粒的临界切削深度,建立了塑性条件下的材料去除模型。采用... SiC因其优良的物理机械性能而广泛应用于大功率器件以及IC领域。但其高的硬度和脆性导致其加工过程非常困难。本文分析了SiC单晶在研磨过程中的材料去除机理,讨论了塑性去除时磨粒的临界切削深度,建立了塑性条件下的材料去除模型。采用不同粒度的金刚石磨粒对SiC晶片进行研磨实验,验证了理论模型的正确性,结果表明在塑性模式下的材料去除能获得良好的表面形貌和较低粗糙度,同时对不同磨粒粒度的材料去除率进行了讨论。 展开更多

关键词 SIC单晶 研磨 脆性去除 塑性去除 表面粗糙度

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碳化硅陶瓷的激光改性磨削 被引量：1

3

作者 刘伟 顾浩 +1 位作者 唐都波 刘顺 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第4期637-642,共6页

为了实现碳化硅陶瓷的高精加工,激光辐照被引入磨削加工中。本文以碳化硅陶瓷为研究对象,采用激光改性磨削工艺,利用激光辐照对碳化硅陶瓷进行改性处理,进而对碳化硅陶瓷进行磨削试验。与普通磨削进行比较,研究了碳化硅陶瓷试样的磨削... 为了实现碳化硅陶瓷的高精加工,激光辐照被引入磨削加工中。本文以碳化硅陶瓷为研究对象,采用激光改性磨削工艺,利用激光辐照对碳化硅陶瓷进行改性处理,进而对碳化硅陶瓷进行磨削试验。与普通磨削进行比较,研究了碳化硅陶瓷试样的磨削力、表面粗糙度、表面形貌和亚表面损伤。实验结果表明,与普通磨削相比,激光改性磨削可以有效降低法向磨削力、切向磨削力、表面粗糙度,最大下降幅度分别为33.91%、37.31%和33.14%。激光改性磨削促使SiC陶瓷在磨削过程中以塑性去除为主,磨削表面规则且光滑;工件亚表面微裂纹较少,亚表面损伤深度小;实现了大磨削深度的塑性去除,提高了SiC陶瓷的磨削质量。 展开更多

关键词 碳化硅陶瓷 激光改性磨削 磨削力 表面质量 塑性去除

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光学玻璃表面液流悬浮研抛加工 被引量：3

4

作者 张富 赵继 庄艳 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期544-547,共4页

在研究表面光整加工方法的基础上,提出了一种液流悬浮研抛加工的新工艺方法。研制了基于三坐标数控铣床的液流悬浮研抛试验系统,并对光学玻璃(K9)进行了液流悬浮研抛试验。对研抛过程进行了分析,探讨了脆性材料的去除机理,即在磨粒冲击... 在研究表面光整加工方法的基础上,提出了一种液流悬浮研抛加工的新工艺方法。研制了基于三坐标数控铣床的液流悬浮研抛试验系统,并对光学玻璃(K9)进行了液流悬浮研抛试验。对研抛过程进行了分析,探讨了脆性材料的去除机理,即在磨粒冲击和剪切作用下,工件表面是以冲击和剪切的塑性去除方式加工的。试验结果表明:利用液流悬浮SiC纳米磨料研抛的方法可以实现光学玻璃的纳米去除和超光滑表面加工。 展开更多

关键词 机械制造工艺与设备 研抛加工 液流悬浮 去除机理 塑性去除

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磁场分布对多磨头磁流变抛光材料去除的影响 被引量：3

5

作者 路家斌 宾水明 +2 位作者 阎秋生 黄银黎 熊强 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期20-26,共7页

为研究磁场分布对材料去除的影响,设计轴向充磁异向排布、轴向充磁同向排布、径向充磁异向排布、径向充磁同向排布4种磁铁充磁和排布方式,利用有限元软件Maxwell仿真不同磁场的磁力线分布及抛光轮表面的磁感应强度分布,并采用数字特斯... 为研究磁场分布对材料去除的影响,设计轴向充磁异向排布、轴向充磁同向排布、径向充磁异向排布、径向充磁同向排布4种磁铁充磁和排布方式,利用有限元软件Maxwell仿真不同磁场的磁力线分布及抛光轮表面的磁感应强度分布,并采用数字特斯拉计测量实际磁感应强度。对单晶硅基片进行定点抛光试验,检测抛光斑沿抛光轮轴向的去除轮廓及峰值点的表面形貌。仿真和实际磁感应强度检测结果表明,不同磁场分布方式对抛光区的磁场分布有很大影响,磁铁轴向充磁同向排布与径向充磁异向排布时,具有较高的磁场强度和较好的多磨头效果。定点抛光试验表明,采用轴向充磁同向排布与径向充磁异向排布这两种方式时,能实现多点加工,其中轴向充磁同向排布时加工效率较高;但采用径向充磁同向排布时,由于抛光区磁感应强度较低,磁流变微磨头无法对工件进行有效地抛光。峰值点表面形貌检测结果表明,采用不同磁场分布方式时,对工件表面均是以塑性去除方式去除。研究表明,通过优化磁铁充磁和排布方式,可实现多磨头磁流变抛光的加工原理。 展开更多

关键词 多磨头 磁流变抛光 磁场分布 材料去除 磁感应强度 塑性去除

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基于SPH法微切削单晶锗动态过程模拟研究 被引量：2

6

作者 杨晓京 杨红秀 《电子科技》 2022年第4期67-71,共5页

单晶锗飞切加工时,观察切屑形成较为困难。针对该问题,文中采用了一种无网格仿真方法(SPH法),通过建立单晶锗(111)晶面微切削仿真模型,研究塑性去除时,切削深度、切削速度对切削力及切屑形成的影响。结果表明,在切削速度为4μm·μs... 单晶锗飞切加工时,观察切屑形成较为困难。针对该问题,文中采用了一种无网格仿真方法(SPH法),通过建立单晶锗(111)晶面微切削仿真模型,研究塑性去除时,切削深度、切削速度对切削力及切屑形成的影响。结果表明,在切削速度为4μm·μs^(-1),切削深度分别为0.5μm、1μm、2μm、5μm时,切向力及法向力都出现逐渐增大然后减小至趋于平缓的波动的趋势。该结果表明切削深度越大,切削力稳定波动值越大,且在该切削条件下产生切屑的临界切削深度为0.5~1μm。在单晶锗切削深度为1μm,切削速度为2μm·μs^(-1)、4μm·μs^(-1)、6μm·μs^(-1)、8μm·μs^(-1)时,切向力及法向力值受切削速度的影响不大,且在该切削条件下产生切屑的临界切削速度为2~4μm·μs^(-1)。 展开更多

关键词 单晶锗 无网格 SPH法 (111)晶面 微切削 塑性去除 仿真 切屑形成

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磨粒刮擦诱导单晶镍微结构演化与塑性去除行为的纳观分析 被引量：1

7

作者 陈晶晶 邱小林 +3 位作者 李柯 袁军军 周丹 刘亦薇 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期511-518,共8页

基于分子动力学模拟,从原子水平研究了单晶镍刮擦诱导的微结构演变和塑性去除,重点分析了不同晶面的微结构演变特征和塑性去除差异,阐明了在滑动刮擦和滚动刮擦工况下塑性的去除规律,揭示了微结构演化和塑性去除的机制。结果表明,在紧... 基于分子动力学模拟,从原子水平研究了单晶镍刮擦诱导的微结构演变和塑性去除,重点分析了不同晶面的微结构演变特征和塑性去除差异,阐明了在滑动刮擦和滚动刮擦工况下塑性的去除规律,揭示了微结构演化和塑性去除的机制。结果表明,在紧密接触区产生的应力集中不仅是单晶镍位错滑移的源动力,而且是FCC结构向HCP结构转变和材料塑性去除产生磨屑的主因。发生磨粒刮擦时Ni(110)晶面出现最大的水平切向力,磨粒刮擦时在Ni(110)晶面内形成了具有水平滑移特征的HCP结构,其中位错滑移是其磨屑比Ni(100)和Ni(111)晶面多的主因。在同等刮擦条件下,Ni(110)晶面的塑性环脱落行为滞后。同时,密排堆垛层错行为和磨损表面的剪切应变都表现出显著的晶面选择性。与滑动刮擦相比,滚动刮擦时镍原子显著地粘附于磨粒的外表面,是切向力在刮擦过程中大幅度振荡的主要原因。 展开更多

关键词 金属材料 单晶镍 微结构演化 塑性环 原子模拟 塑性去除

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塑性加工条件下射流颗粒冲击去除效应 被引量：1

8

作者 李秀龙 万勇建 +3 位作者 徐清兰 张杨 罗银川 张蓉竹 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期36-41,共6页

针对在微观上存在尖锐突起、凹坑和划痕等缺陷的光学元件,提出用低质量分数磨料水射流冲击的方式对其进行处理。从弹性接触出发,对射流中粒子与元件发生塑性接触的临界速度进行了推导,并引入了塑性转入脆性加要的临界速度,从而对射流的... 针对在微观上存在尖锐突起、凹坑和划痕等缺陷的光学元件,提出用低质量分数磨料水射流冲击的方式对其进行处理。从弹性接触出发,对射流中粒子与元件发生塑性接触的临界速度进行了推导,并引入了塑性转入脆性加要的临界速度,从而对射流的塑性去除阶段作了明确的界定。针对常用的两种光学材料K9和石英玻璃,结合具体参数对使其处于塑性去除阶段的射流速度进行了模拟计算,利用单颗粒冲击去除模型,在塑性去除范围内对两种材料的冲击去除进行了模拟计算。结果表明:石英玻璃进入塑性去除的临界速度高于K9玻璃,而进入脆性去除的临界速度低于K9玻璃,因而使石英玻璃处于塑性去除阶段的射流速度范围为K9玻璃相应速度范围的子区间;在塑性去除阶段,各材料的去除量皆随着冲击速度的增大而增大,但较硬的石英玻璃更不耐冲击,较K9玻璃更容易被去除。 展开更多

关键词 光学加工 磨料水射流 塑性去除 冲击去除

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单颗金刚石磨粒划擦多晶烧结碳化硅陶瓷试验研究 被引量：1

9

作者 戴剑博 苏宏华 +1 位作者 周文博 于腾飞 《航空制造技术》 2018年第6期52-56,共5页

为了研究多晶烧结碳化硅陶瓷材料去除机理,利用自行搭建的单颗金刚石磨粒划擦试验平台划擦无压固相烧结碳化硅陶瓷,在线观察单颗金刚石磨粒划擦多晶烧结碳化硅陶瓷成屑过程,同时采集和分析切削力,然后用光学显微镜观察划痕形貌。试验结... 为了研究多晶烧结碳化硅陶瓷材料去除机理,利用自行搭建的单颗金刚石磨粒划擦试验平台划擦无压固相烧结碳化硅陶瓷,在线观察单颗金刚石磨粒划擦多晶烧结碳化硅陶瓷成屑过程,同时采集和分析切削力,然后用光学显微镜观察划痕形貌。试验结果表明,烧结碳化硅陶瓷切屑形态有带状和崩碎状2种,成屑过程可分为带状切屑形成阶段、带状切屑堆积阶段以及切屑崩碎阶段;当切削速度v=0.01mm/s时,切向和法向切削力在t=16s时出现显著的拐点,而v=0.04mm/s时,仅仅法向力出现拐点(t=12.5s),由于在拐点之后切屑呈崩碎状,法向力发生显著的波动;在塑性去除阶段,划痕表面仍存在微小鱼鳞状裂纹,在脆性去除阶段,随着未变形切厚增加,断裂凹坑由间断区域转变成连续区域,直至断裂面扩展至非划痕区域。 展开更多

关键词 多晶烧结碳化硅陶瓷 切屑形态 划擦力 划痕形貌 塑性去除 脆性去除

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硬脆性材料塑性电泳磨削试验研究

10

作者 胡建德 韩放龙 +2 位作者 彭伟 许雪峰 朱怀球 《浙江工业大学学报》 CAS 2000年第3期206-209,共4页

利用超微磨粒的电泳特性 ,实现硬脆性材料的塑性去除磨削方式 ,试验结果表明 ,采用自进给电泳磨削加工技术 ,明显改善硬脆性材料的表面粗糙度和破损率。

关键词 硬脆性材料 试验 电泳磨削 塑性去除磨削

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微纳米复相陶瓷超声振动磨削表面微观特性的试验研究 被引量：1

11

作者 吴雁 丁爱玲 +1 位作者 刘永姜 朱训生 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第4期437-441,共5页

结合磨削表面X射线衍射定性分析与定量计算,研究了"晶内型"微-纳米复相陶瓷材料超声振动磨削表面层与基体之间的过渡层的微观结构.X射线衍射分析表明:二维振动磨削和普通磨削表面均以-αA l2O3和四方相Z rO2为主,存在少量的... 结合磨削表面X射线衍射定性分析与定量计算,研究了"晶内型"微-纳米复相陶瓷材料超声振动磨削表面层与基体之间的过渡层的微观结构.X射线衍射分析表明:二维振动磨削和普通磨削表面均以-αA l2O3和四方相Z rO2为主,存在少量的单斜相Z rO2,磨削表面无非晶相产生;磨削表层和基体之间的过渡层的X射线衍射峰具有半峰宽化现象,磨削表面和基体之间的过渡层是以晶格畸变为主的塑性变形层,细粒度砂轮二维超声振动磨削微-纳米复相陶瓷材料主要以塑性变形机理被去除. 展开更多

关键词 超声 二维振动磨削 微-纳米复相陶瓷 塑性去除机理 表面微观形貌 晶格畸变

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硬脆单晶材料塑性域去除机理研究进展 被引量：12

12

作者 李琛 张飞虎 +1 位作者 张宣 饶小双 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期181-190,共10页

硬脆单晶材料具有高硬度、低密度、低热膨胀系数、化学稳定性好等特点,近年来在光学、航空航天、电子、固体激光器等领域应用广泛。这类材料由于高硬度、低断裂韧性等特点,加工过程容易产生脆性断裂,属于典型的难加工材料。硬脆单晶材... 硬脆单晶材料具有高硬度、低密度、低热膨胀系数、化学稳定性好等特点,近年来在光学、航空航天、电子、固体激光器等领域应用广泛。这类材料由于高硬度、低断裂韧性等特点,加工过程容易产生脆性断裂,属于典型的难加工材料。硬脆单晶材料的塑性域加工技术成为超精密加工领域研究的热点问题,然而目前对硬脆单晶材料塑性域去除机理的研究尚处于探索阶段。介绍了硬脆单晶材料塑性域加工的概念,综述了硬脆单晶材料的塑性域去除机理,指出了目前硬脆单晶材料在塑性域去除机理研究方面存在的问题,并对硬脆单晶材料塑性域去除机理的未来研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 硬脆单晶材料 塑性域去除机理 位错滑移 物相转变 非晶化 纳米晶多晶化

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微磨削与超声振动复合加工技术研究现状与展望# 被引量：11

13

作者 张建华 田富强 +1 位作者 张明路 赵岩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期97-109,共13页

微细切削技术是传统加工工艺向微观尺度的延伸,在微加工领域具有重要的作用,尤其适用于三维零件及微结构的加工。与其他微细切削技术相比,微细磨削技术具有加工零件棱边精度高、适于硬脆性材料加工等优势,但其存在加工效率低、磨削热量... 微细切削技术是传统加工工艺向微观尺度的延伸,在微加工领域具有重要的作用,尤其适用于三维零件及微结构的加工。与其他微细切削技术相比,微细磨削技术具有加工零件棱边精度高、适于硬脆性材料加工等优势,但其存在加工效率低、磨削热量大、微砂轮易磨损等缺陷。已有研究表明,于机械加工辅加超声振动的复合加工技术可有效降低切削力、切削温度,增大脆性材料脆-塑转变临界切削深度,改善加工表面质量等。因而超声振动辅助微磨削技术被认为是一种可有效解决微磨削加工现存缺陷的技术。主要从微磨削技术研究现状、尺寸效应机理研究、脆性材料塑性域去除机理研究、超声振动切削实验研究、超声振动切削断续切削机理研究及微磨削动态有效磨刃密度建模研究六个方面,对微磨削技术及超声振动辅助切削技术相关领域研究进行综述,并探讨超声振动辅助微细磨削技术加工机理研究及未来发展需注重解决的问题。 展开更多

关键词 微磨削 超声振动 塑性域去除 尺寸效应 断续切削 有效磨刃密度

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