固结磨料小工具头修形抛光钛合金叶片试验研究

为了提高非均匀余量钛合金叶片的表面质量及轮廓精度,提出基于固结磨料小工具技术的钛合金叶片修形与抛光一体化的新方法,根据叶片加工的理论轨迹点与实际测量点之间的空间相对位置关系得到钛合金叶片的加工余量分布情况。基于确定性抛光原理创建叶片表面定量去除模型,在机器人恒力抛光平台上进行钛合金叶片修形抛光试验。试验结果表明:钛合金叶片叶盆的平均粗糙度从起始的0.924μm下降到0.225μm,叶背的平均粗糙度从起始的0.984μm下降到0.249μm,均达到了小于0.4μm的加工要求;叶片表面原有的凹坑和划痕被有效去除,加工后表面没有明显的缺陷,纹理致密均匀;抛光后的叶片轮廓度误差小于叶片所允许的-0.05~0.05 mm误差范围。从而验证了固结磨料小工具头修形抛光非均匀余量钛合金叶片的可行性,为航空发动机叶片的修形与抛光的工艺选择提供了参考依据。

核电厂非放射性生产废水处理方案研究

核电厂非放射性生产废水的来源及成分比较复杂,现有核电机组非放射性废水均是排入循环冷却水排水系统后经电厂总排放口排入海中,总排放口排水水质满足《污水综合排放标准》中的排放要求。随着国内环保要求的提高,部分地方环保部门提出废水中的二类污染物含量在排入循环冷却水排水前需满足《污水综合排放标准》中的排放要求,现有废水水质无法满足该要求。为解决上述问题,以CAP1000核电机组为例,通过对非放射性生产废水的组成及现有的处理情况进行分析,明确了超标废水来源主要为凝结水精处理系统树脂再生时排放的酸碱废水,废水中氨氮含量远高于排放标准要求。根据该废水的排放情况及水质特点,先对废水进行了高、低盐分类收集减量处理,然后针对氨氮超标的高盐废水提出了折点氯化法、吹脱+电解制氯氧化联合处理、膜脱氨3种处理方案,并对各方案进行了技术经济比较,为核电厂的非放射性生产废水处理的工艺设计提供参考。

基于NSGA-Ⅲ的机器人气囊抛光工具结构动力学多目标优化

为了提高机器人的加工质量,针对末端执行装置动刚度不足的问题,课题组开展了机器人气囊抛光工具结构动力学优化研究。分别进行了有限元模态分析和实验模态分析,对比验证仿真结果的准确性,找出抛光工具易发生振动的薄弱结构;基于模态分析对薄弱结构进行谐波激励得到工况下的振动响应加速度;建立动力学近似模型,以提高基频、降低质量及加速度响应为目标,分别采用非支配排序遗传算法NSGA-Ⅲ(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅲ)和多目标粒子群算法(multi-objective particle swarm optimization, MOPSO)对薄弱结构进行多目标优化,获得最优动力响应的参数组合。结果表明:NSGA-Ⅲ具有更好的优化效果,基频提高了21.62%;4个薄弱部位的最大加速度响应分别下降了73.78%,69.06%,56.15%和28.28%;质量减少了3.32%。该方法有效提高了抛光工具的动态特性。

超光滑表面加工技术研究进展

针对如何高效稳定地获得粗糙度值小、少无亚表面损伤、低成本的超光滑表面的问题,分析了原子级超光滑表面加工技术的加工原理,详细阐述了几类非接触式抛光方法的加工原理及国内外最新研究进展,并着重论述了声悬浮抛光和磨料水射流抛光的研究现状。接着,在此基础上对这几类加工方法各方面的优缺点进行了对比总结。最后,针对目前超光滑表面加工技术存在的不足,指出了超光滑表面加工技术有待进一步研究的方向。研究结果表明,采用非接触式的抛光方法,对加工过程加以合理的控制,可大大降低工件表面粗糙度,改善亚表面的损伤情况;目前非接触式抛光普遍对抛光设备精度要求较高,减少加工成本是超光滑表面加工技术进行大规模推广的迫切要求。

硬脆晶体基片化学机械抛光材料去除非均匀性形成机制研究

本文主要对基片内材料去除非均匀性的形成机理进行了深入的研究;首先分析了化学机械抛光(CMP)时抛光机运动参数对硅片表面上相对速度分布非均匀性、摩擦力分布非均匀性、接触压力分布非均匀性及磨粒运动轨迹密度分布非均匀性的影响规律,然后进行了基片内材料去除非均匀性实验,通过实验得出了抛光机运动参数对基片表面材料去除非均匀性的影响;通过比较理论分析与实验结果,基片表面上相对速度分布非均匀性、摩擦力分布非均匀性及接触压力分布非均匀性随转速的变化趋势与基片表面材料去除非均匀性的实验结果的曲线性质不匹配,而只有抛光液中的磨粒在基片表面的运动轨迹分布密度非均匀性与基片表面材料去除非均匀性的实验结果曲线趋势相同;研究结果表明,基片表面材料去除非均匀性是由磨粒在基片表面上的运动轨迹分布密度非均匀性造成的,充分说明了基片表面材料去除的机械作用主要是磨粒的机械作用。

双面抛光工艺中压力对300mm硅片表面形貌的影响

利用非接触式光学轮廓仪研究了双面抛光过程中不同压力下300mm硅片表面形貌的变化,并通过Stribeck曲线进行了探讨。结果表明,双面抛光过程中机械作用的强度随着压力的变化而不同,从而影响抛光后的硅片表面形貌。当硅片表面与抛光垫之间的接触处于固-液混合接触区时,协调机械去除作用与化学腐蚀作用之间的关系,使之达到平衡,可以显著地降低硅片表面的微粗糙度和峰谷值。

电解抛光提高镍钛合金心血管支架表面性能

植入高性能的心血管支架是治疗心血管疾病的主要手段,而支架的制造工艺决定了其表面性能。采用乙二醇-氯化钠无毒电解液电解抛光工艺来提高镍钛合金心血管支架的表面完整性和生物相容性。试验结果表明,该工艺制造镍钛合金心血管支架的表面完整性和生物相容性明显改善:镍钛合金心血管支架表面光亮平整,没有熔渣和热影响区,表面粗糙度达到Ra 85.5 nm;镍钛合金心血管支架表面化学成分发生改变,表面形成二氧化钛保护膜,阻止了Ni离子析出,且电化学腐蚀性能明显提高,有效改善了支架生物相容性;该工艺采用醇-盐无毒电解液进行抛光,提高了工艺对环境的友好性。此外,该工艺解决了镍钛合金心血管支架制造领域的关键技术难题,制造出了性能优良的镍钛合金心血管支架,为高质量心血管支架制造提供了科学依据。

碱性无污染铝合金电化学抛光

分析了铝的电化学抛光研究现状,通过在碱性溶液中加入添加剂来抛光铝材,获得了一种抛光效果好、使用周期长、工作环境优的环保型抛光工艺。其工作温度45～50 ℃、抛光时间15～18 min。

无磨料低温抛光的工艺方法研究

对无磨料低温抛光这种全新的工艺方法进行了系统的研究,包括抛光设备、抛光冰盘的制备、工件盘的制备、抛光盘的修整、抛光后工件的清洗、抛光后表面粗糙度的测量等。并用此种方法对石英晶体进行了抛光实验,得到了Ra0.53mm的超光滑表面,结果证明这是一种获得超光滑表面的新方法。

高精度非回转对称非球面加工方法研究

本文提出一种高精度非回转对称非球面加工方法。首先,通过范成法铣磨出非回转对称非球面的最佳拟合球;然后,利用古典抛光修正小磨头确定抛光难以修正的中频误差;最后,利用高精度气囊抛光设备(IRP)精确对位精修面形,在不引入额外中频误差条件下,通过高精度对位检测技术实现非回转对称非球面高精度加工。将该方法应用于定点曲率半径为970.737 mm、k=-1、口径为106 mm三次非球面加工,降低了加工难度,提高了加工精度,面形误差收敛到1/30λ(RMS)。实验结果验证了本文加工方法的正确性和可行性,对高精度非回转对称非球面加工具有一定的指导意义。

剪切增稠抛光的材料去除数学模型

提出一种基于非牛顿幂律流体剪切增稠效应的新型抛光方法——剪切增稠抛光(Shear thickening polishing,STP),通过对剪切弹性层理论的研究,推导出剪切增稠抛光中非牛顿幂律流体与工件之间的剪切弹性层最小厚度方程。在此基础上,根据Preston方程,建立加工过程中的材料去除数学模型。当流速U一定时,非牛顿剪切增稠幂律流体相对于牛顿流体或剪切稀化流体能够使得加工获得更高的材料去除率(Material removal rate,MRR),随着黏性指数n的不断增加,MRR会进一步增大。当黏性指数n和稠度系数K分别为2和0.32时,随着U的增大,MRR呈现幂函数增长趋势,说明增大流速,有利于提高加工效率。在STP加工系统上进行f20 mm的GCr15轴承钢圆柱工件的加工试验,经过90 min的STP后,表面粗糙度由R_a 105.95 nm降至R_a 5.99 nm,MRR达到2.1μm/h。MRR理论值与试验值之间的相对误差仅为6.12%,试验结果证明所建MRR模型具有一定的有效性。

不锈钢基Ni-HAP生物材料的复合电镀研究

本文研究了不同前处理工艺对Ni－HAP复合镀层性能的影响．发现电解抛光的基体与复合镀层的结合比机械抛光的基体与复合镀层的结合更紧密更牢固．制出了有应用前景的不锈钢基Ni－HAP复合生物材料．还对获得高HAP含量镀层的工艺条件及其机理进行了初步探讨．

CP4研抛晶片时非均匀性和材料去除速率研究

建立了CP4研抛晶片时,晶片上任一点相对于研抛盘的运动方程。通过对其运动轨迹的分析,建立了工件材料研抛非均匀系数的函数模型和相对研抛材料去除速率的函数模型。运用Matlab软件,模拟分析了各个参数变化对研抛非均匀系数和相对研抛效率的影响。结果表明:对材料去除效率影响最大的参数是偏心距e的大小,其次是从动系数λ1;对晶片非均匀性影响最大参数是从动系数λ1,其次是偏心距e;当λ1=1,λ2>0.3,e取工艺允许的最大值时,工件研抛的均匀性最好。

甘氨酸喷砂技术治疗轻中度种植体周围炎的疗效观察

目的 :评价甘氨酸喷砂粉龈下喷砂治疗(GPAP)对轻中度种植体周围炎的临床疗效。方法 :收集25例种植体周围炎患者作为研究对象,其中,每例至少有1颗种植体患有早期轻度种植体周围炎,且符合纳入标准和排除标准。采用简单随机抽样方法分为2组,试验组采用GPAP方法治疗,对照组采用碳纤维刮治器和0.2%氯己定治疗。在基线和治疗后6个月进行种植体周围临床指标检查,包括菌斑指数(mPLI)、探诊后出血指数(BOP)、龈沟出血指数(mSBI)、探诊深度(PPD)、临床附着水平(AL)。采用SPSS 21.0软件包对数据进行统计学分析。结果:基线时试验组和对照组间各项临床指标的差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后6个月,2组临床指标与基线相比均有所降低,GPAP组的降低程度显著大于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:GPAP治疗可在一定程度上增强治疗轻中度种植体周围炎的效果,长期疗效需要大样本长时间的随访观察。

液动压悬浮抛光流场的数值模拟及抛光工具盘结构优化

为对液动压悬浮抛光工具盘结构参数进行优化,首先通过正交试验和CFD数值模拟,利用方差分析法分析抛光工具盘各结构参数对加工区域流体动压力的大小和均匀性的显著性影响;然后使用多元非线性回归方法和遗传算法对正交试验样本数据进行优化,得出最优结构参数。数值模拟试验表明,优化后抛光工具盘产生的动压力均值和均匀性都比优化前抛光工具盘提高了30%。

钴掺杂硅溶胶的制备及其在A向蓝宝石抛光中的应用（英文）

目的提高A向蓝宝石抛光速率。方法分别采用诱导法和种子法制备了非球形和球形钴掺杂硅溶胶,并应用于A向蓝宝石的化学机械抛光。采用扫描电子显微镜(SEM)、电感偶合等离子体发射光谱仪(ICP)和X射线光电子能谱(XPS)检测产物颗粒的粒径及其分布、形貌、元素组成及存在状态等,采用CP-4抛光机对抛光速率进行验证,并用原子力显微镜测试抛光后的材料表面粗糙度,根据抛光后产物的XPS测试结果对抛光过程中的化学反应进行分析。结果与纯硅溶胶相比,非球形钴掺杂硅溶胶抛光速率提高了37%,且表面粗糙度相近,而球形钴掺杂硅溶胶抛光速率却无明显优势。XPS结果显示,目前没有证据表明Co元素参与了化学反应。结论非球形钴掺杂硅溶胶在A向蓝宝石抛光中起到了积极作用,归因于其形状优势而非Al_2O_3与Co之间的化学反应。

利用陶瓷抛光砖废料制备非蒸压加气混凝土（英文）

陶瓷抛光砖废料（PCTW）是抛光砖生产过程中产生的一种工业废弃物,本文证实了PCTW具有相当的火山灰活性,可以用来制备非蒸压加气混凝土（NAAC）。为尽量多地消耗PCTW而获得高性能NAAC,本文研究了一系列制备工艺参数（如水料比、PCTW掺量、铝粉掺量以及初始水温）对NAAC干密度和抗压强度的影响。根据最高比抗压强度（PCS）原则得出NAAC最佳制备工艺参数为：水泥14%（重量百分数,下同）;PCTW 30%;粉煤灰（FA）35%;生石灰18%;石膏3%;铝粉0.09%;水料比0.56;初始水温55℃～60℃。通过比较,采用最佳工艺参数制备的NAAC完全可以达到国家标准的性能要求。羟钙石、托勃莫来石和CSH（Ⅰ）相互交织在一起形成NAAC的微观结构。

凸轮轴低温无磨料抛光技术实验研究

对凸轮轴无磨料低温抛光这种新的工艺方法进行了系统的研究,包括抛光实验台、冰轮的制备与修整、不同条件下凸轮轴表面的抛光实验、抛光后凸轮轴的清洗、表面粗糙度的测量等。结果表明,低温无磨料抛光能够有效地降低工件表面粗糙度。

数控非接触式超光滑光学元件加工机床的设计

基于数控技术,提出了一种非接触式光学元件表面超光滑液体抛光方法。通过磨头中心孔为抛光表面提供抛光液,抛光液在磨头自转的带动下与光学元件表面相互作用,实现光学元件表面材料的微量去除,利用计算机控制抛光磨头的运动轨迹完成对光学元件表面的抛光。根据上述原理,设计和研制了数控非接触表面超光滑光学元件加工机床样机,样机直线运动轴最低进给速度为0.000 1m/s,定位精度为0.008mm;摆动轴最低转速为0.002 8r/min,定位精度为15″。抛光实验结果表明,经过20min的超光滑加工,熔石英材质光学元件上两点的表面粗糙度Ra值分别由加工前的1.03nm和0.92nm提高到加工后的0.48nm和0.44nm,显著提高了加工精度。

碳化硅零件氧化辅助抛光超精密加工的研究现状

通过等离子体氧化、热氧化、电化学氧化在碳化硅基材上获得软质氧化层,利用软磨粒抛光实现氧化物的快速去除,有利于提高材料去除效率、提升加工表面质量。研究发现,通过等离子体氧化辅助抛光,表面粗糙度RMS和Ra分别达到0.626nm和0.480nm;通过热氧化辅助抛光,表面粗糙度RMS和Ra分别达到0.920nm和0.726nm;在电化学氧化中,基于Deal-Grove模型计算得到的氧化速度为5.3nm/s,电化学氧化辅助抛光后的表面粗糙度RMS和Ra分别是4.428nm和3.453nm。氧化辅助抛光有助于烧结碳化硅加工工艺水平的提升,促进碳化硅零件在光学、陶瓷等领域的应用。