基于磁控磨料定向的SiC固相芬顿反应研抛盘制备及性能研究

目的提出结合磁控磨料定向和固相芬顿反应的研抛方法,研制新型研抛盘,提高单晶Si C精密加工效率及表面质量。方法通过磁场控制磁性粒子形成的链串结构,促使磨料定向分布,制备研抛盘。利用研抛盘中的磁性粒子与过氧化氢发生的固相芬顿反应生成羟基自由基(·OH),进而氧化单晶Si C,在其表面生成结合力小、硬度低的Si O_(2)氧化层。通过定向分布的磨料运动,去除氧化层,实现高效率、高表面质量的研抛加工。同时,研究磁场强度、磨料定向、固相芬顿反应及其协同作用对单晶Si C研抛性能的影响。结果选用在磁场强度为100 mT条件下制备的研抛盘研抛60 min后,Si C C面的粗糙度Ra由100 nm降为1.19 nm,材料去除率达到33.71 nm/min。单纯磨料定向作用使单晶Si C C面和Si面的材料去除率分别提高了60.23%和111.19%,单纯固相芬顿反应作用则分别提高了78.5%和100.09%,两者的协同作用使材料去除率分别提高了100%和144.55%,表面粗糙度Ra分别下降了345.83%和118.78%。结论新型研抛盘综合运用了固相芬顿反应的化学作用和磨料定向的机械去除作用,能大幅度提高材料去除率,获得较好的研抛质量,有望在单晶Si C的精研和抛光阶段得到较好的应用。

Fe_(3)O_(4)特性对单晶SiC固相芬顿反应研磨丸片性能的影响

为提高单晶SiC研磨加工质量和加工效率,制备固相芬顿反应研磨丸片,研究固相催化剂Fe_(3)O_(4)特性(粒径和质量分数)对研磨丸片的硬度、抗弯强度、气孔率、催化性能及其对单晶SiC研磨加工性能的影响。结果表明:随着Fe_(3)O_(4)粒径的增大,丸片的硬度和抗弯强度减小、气孔率增大、催化性能减弱,材料去除率M_(MRR)从43.12 nm/min降到36.82 nm/min,表面粗糙度R_(a)从1.06 nm增大到3.72 nm。随着Fe_(3)O_(4)质量分数的增大,丸片的硬度和抗弯强度减小、气孔率增大、催化性能增强,M_(MRR)从40.14 nm/min降到33.51 nm/min,表面粗糙度R_(a)先减小后增大,分别为3.25 nm、1.75 nm和1.88 nm。

钙钛矿型LaFe_(x)Cu_((1-x))O_(3)固相芬顿催化剂制备及其降解亚甲基蓝性能研究

采用共沉淀法制备系列钙钛矿型催化剂La Fe_(x)Cu_((1-x))O_(3)(x=0.2,0.4,0.6,0.8),通过XRD、FT-IR、SEM、BET和XPS进行表征.以亚甲基蓝(Methylene Blue,MB)为模型污染物,将La Fe_(x)Cu_((1-x))O_(3)的催化性能与La Fe O_(3)和La Cu O_(3)进行比较,确定最佳掺杂比例.考察不同因素对催化反应的影响,确定最佳反应条件,并研究催化反应机理和催化剂的稳定性.结果表明:La Fe_(x)Cu_((1-x))O_(3)呈钙钛矿晶型结构,颗粒空间分布松散,孔道丰富,比表面积和平均孔径较大,从而有利于亚甲基蓝的催化降解.当x=0.6时,La Fe_(0.6)Cu_(0.4)O_(3)具有最高的比表面积,同时催化活性最高.最佳条件:亚甲基蓝初始浓度为1000 mg·L^(-1),温度55℃、初始p H值为4、双氧水投加量2.5 m L·L^(-1)、La Fe_(0.6)Cu_(0.4)O_(3)投加量60 mg·L^(-1).在最佳条件下,亚甲基蓝在20 min内催化降解完全脱色,50 min内COD去除率和TOC去除率分别达到94.25%和84.34%.ESR测试表明亚甲基蓝降解是在羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·HO_(2))共同作用下完成的.10次循环后脱色率、COD去除率和TOC去除率仍能分别达到90.27%、84.26%和80.29%,证明La Fe_(0.6)Cu_(0.4)O_(3)是一种高效稳定的非均相催化剂.