光伏单晶硅切割片断裂强度的仿真分析与实验研究

单晶硅被广泛应用于光伏行业,随着切片加工厚度的逐步减小和锯丝的细径化,切片过程中存在的黏附等现象导致单晶硅切割片发生弯曲甚至断裂,进而引起破片率的提高,对光伏太阳能电池的成本造成较大影响。本工作针对光伏单晶硅片切割加工过程,采用三轴弯曲实验,测量并分析硅片的断裂强度及相应的破片率,利用有限元方法建立硅切割片断裂强度的三维仿真分析模型。研究结果表明:硅切割片断裂强度分散性大,平均断裂强度为97.7 MPa;硅切割片的弯曲刚度随着厚度减小而降低,平均弯曲刚度为441.2 N/m,当厚度规格为60μm时,弯曲刚度最低,达103.5 N/m;硅切割片的破片率范围随着厚度的减小而增大,60μm厚度的切割片破片率范围最大,为0.6%~99.9%。仿真与实验结果基本一致,表明仿真模型及方法适用于光伏单晶硅切割片的断裂强度和破片率的模拟分析。

光伏单晶硅细线超薄切片加工研究进展

分析光伏单晶硅切片加工的原理和现状,金刚石线锯母线直径已降低至37μm,G12半片光伏单晶硅片的切片厚度已减小到110μm。阐述光伏硅晶体高出片率切片加工的主要技术途径是锯切硅片厚度减薄和金刚石线锯直径减小。分别讨论锯切硅片表面裂纹损伤和断裂强度、金刚石线锯间和硅片间的液桥作用以及机器视觉检测对光伏单晶硅高出片率切片加工的影响。对光伏单晶硅高出片率切片加工面临的关键技术提出展望:1)开发低成本钨丝金刚石线锯;2)研发新型冷却润滑液和冷却润滑技术;3)研发切片加工新工艺;4)建立电镀金刚石线锯表面磨粒分布状态与切片加工性能之间的量化关系。

磨削液磨削加工特性的研究

磨削液具有冷却、润滑、清洗、防锈等功能。本文研究了三种磨削液对磨削力、金属磨除率、表面粗糙度和烧伤程度的影响。结果表明,没有一种磨削液能够使各种指标均达到最佳值。因此,必须根据具体的磨削工艺要求选用相应的磨削液及供液方法。

考虑表面粗糙度和径向锥度的机械密封混合摩擦计算模型

本文根据雷诺方程和弹性固体接触模型，提出了一个简单实用的机械密封混合摩擦计算模型，并给出了该模型的计算流程和计算实例。计算结果表明，机械密封端面压力分布呈凸抛物线状，增加密封端面锥度可降低摩擦系数。

硅晶体精密切片技术及相关基础研究

分析了目前硅晶体切片技术的特点和现状,综述了相关基础研究,指出了未来的发展趋势和研究热点。

磨削淬硬——磨削加工与表面淬火集成制造技术

磨削淬硬是利用磨削热对工件表面进行淬火处理的新技术 ,该技术在一定范围内可替代表面感应淬火、火焰淬火等表面热处理工艺 ,便于将表面淬火工艺与机械加工工艺集成化 ,有助于降低产品成本 ,缩短产品生产周期。

磨削加工时磨削液的流体动压效应

根据流体动压润滑理论，分析了平面砂轮磨削时磨削液的流体动压效应，并考虑砂轮渗透度的影响，推得了有限定线接触条件下磨削液三维流动的Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程。用数值分析方法，得出了砂轮磨削区内磨削液动压力的分布曲线和液膜举起力。然后进一步分析讨论了砂轮渗透度、砂轮与工件间的相对速度及相对间隙对液膜举起力的影响。数值计算结果与实测数据基本吻合。

基于VisualC^(++)的机械密封计算分析系统

把面向对象的思想和有限元法相结合 ,编写了机械密封计算分析软件系统 (MFSCAD)。该软件系统采用图形交互式数据输入 ,可对机械密封环温度场、密封环变形和接触端面摩擦系数进行计算分析 ,并将计算分析结果以图形和数据形式输出 。

新型锥形磨浆机的性能分析

通过分析有效磨浆功、有效缘角负荷、有效表面负荷,阐明了磨浆机的打浆机理。分析比较了传统磨浆机的特点,说明了锥形磨浆机的主要优点为空运转无功功耗低、打浆效果好、所需轴向推力小、刀棒间隙易精确控制等。

KDP晶体杂质对生长及出槽应力分布的影响

KDP晶体中的杂质易导致其开裂。本文采用有限元法分析了不同属性、尺寸、形状的晶体杂质对大尺寸KDP晶体生长及出槽应力分布的影响。结果表明,不同属性的杂质对晶体生长应力和出槽应力分布具有不同程度的影响。杂质附近的生长应力与杂质的弹性模量呈正向变化;杂质附近的出槽应力与杂质和晶体的热膨胀系数之差呈正向变化;杂质的尺寸越大,形状越尖锐,杂质附近的生长应力和出槽应力均增大。

四参数非牛顿流变模型

作者分析总结了现有的流变模型,并提出了一个能全面描述弹流接触区润滑油粘性粘弹性、弹塑性特征的四参数非牛顿流变模型。

基于机械综合实验的团队教学改革与实践

借鉴国际先进经验,结合自身特色和优势,提出了基于机械综合实验的团队教学模式;建立了以国家级机械基础实验教学示范中心为依托,以机械综合实验项目为载体,以学生团队为教学组织形式的教学体系;旨在培养学生的组织能力、团队协作精神、决策判断与创新能力。教学实践表明,学生团队具有较高的主动性、积极性,不仅能通过团队合作很好的完成项目任务,而且提高了发现问题、分析问题和解决问题的能力,达到了研究创新能力和科研素质培养的目的。

磨削液性能评价试验方法研究

针对磨削液的使用性能 ,按四球试验法、攻丝扭矩模拟评定试验法、磨削加工试验法对三种磨削液进行了性能试验研究。结果表明 ,四球试验法的结果重复性较好 ,但该方法以滑动摩擦接触面的油膜强度来评价磨削液的性能 ,与磨削加工试验的结果有较大差别。攻丝扭矩模拟评定试验方法为真正的切削试验 ,与切削加工的相关性较强。磨削加工试验是最能体现磨削液性能的试验方法 ,因影响因素较多 ,需要建立完善的试验装置和试验方法。

游离磨料线锯切片流体动压效应的数值分析

游离磨料线锯切割技术是目前单晶硅切片的主要加工方法。建立了游离磨料线锯切片过程中流体动压效应的数学模型,并采用有限差分法进行了数值分析,得到了游离磨料线锯切片的流体动压力分布和膜厚。结果表明,当磨粒尺寸较小时,锯丝与晶体间的膜厚大于磨粒尺寸,磨粒悬浮在研磨液中,因此研磨液中磨粒与晶体的碰撞将是材料去除的主要因素。

基于改进BP网络的磨削加工数值仿真研究

由于磨削加工过程非常复杂,为了避免从机理上研究磨削淬火加工技术,作者将BP网络的仿真方法引入到磨削加工的研究中来,并编制了一套磨削加工仿真程序。通过实验采集了BP网络训练所需的数据,数据验证表明,仿真结果与实验数据比较一致。

流变弹流润滑理论的发展

随着现代科技的高速发展,弹性流体动力润滑理论在诸如齿轮传动、轴承、凸轮挺杆等高负荷接触的摩擦副设计中得到了广泛应用.电子计算机技术和数值计算方法的发展,为弹流润滑理论的研究提供了必要的手段和数学基础.现代高科技在弹流测试技术中的应用,验证了弹流研究的理论成果,揭示了弹流润滑的内在机理.本世纪60年代Dowson等人通过数值计算。

滚动轴承弹流油膜测试仪的研制与应用

利用阻容振荡原理，通过电路参数优化，研制出一台滚动轴承弹流油膜厚度测试仪。仪器的分辨率为3.5Hz／pF，测量范围为0～2.2nF。仪器在全膜弹流润滑时可定量测量弹流膜厚;在部分膜时可根据振荡波形分析非金属时间接触率。利用仪器实测某惯性轮轴承的弹流油膜厚度，并考虑热和乏油的影响，对轴承的弹流油膜厚度进行理论计算，实测结果与理论计算结果基本一致。

SR28高精度陀螺马达润滑油的参数测定

用ＮＹ１型高压毛细管式粘度计和恩氏粘度计，实测了ＳＲ２８高精度陀螺马达润滑油的压粘关系和粘温关系；测出了该油的介电常数随温度的变化规律；求出了压粘关系、粘温关系及介电常数随温度变化关系的拟合公式。拟合结果与实测结果的相对误差小于５％

精研加工参数对轴承滚道表面残余应力影响

对7008C轴承内圈滚道以不同精研加工参数进行精研加工,使用X射线应力分析仪对精研加工后的7008C轴承内圈滚道底部表面的周向和轴向残余应力值进行测量。实验结果表明：轴承滚道表面存在的残余应力为残余压应力,滚道底部平均应力值在–266~–438 MPa之间,且在轴承滚道底部表面的周向残余应力值大于轴向残余应力值;油石压力对轴承滚道表层的残余压应力影响显著,增大油石压力能显著提高轴承滚道表层的残余压应力。

固结磨料金刚石锯丝制造技术

随着晶体尺寸的增大和切片质量要求的提高,固结磨料金刚石线锯的研制引起高度重视。电镀金刚石线锯具有磨粒把持强度高、耐磨性好等特点,但锯丝制造周期长,制造成本高,可采用毡刷摩擦阴极表面等工艺提高电镀金刚石锯丝的生产率。树脂结合剂金刚石锯丝的制造工艺简单,成本低,但在树脂加热固化过程中易引起金属丝青脆,可在树脂中添加微细铜粉提高锯丝的强度。采用镍涂层为金刚石磨料,可以提高锯丝的金刚石把持强度。