RB-SiC亚表面损伤检测及其旋转超声磨削亚表面损伤特征

分别采用截面抛光法(包括以硅片作陪衬与以聚酯作陪衬两种形式)和界面黏接法检测了反应烧结碳化硅(Reaction Bonded SiC,RB-SiC)旋转超声磨削加工的亚表面损伤。为确定其中的最佳检测形式,采用表面破碎层深度、最大破碎层深度、平均裂纹深度、最大裂纹深度4个亚表面损伤评价指标对两种方法分别检测到的RB-SiC旋转超声磨削亚表面损伤进行对比分析。结果显示:截面抛光法(硅片作陪衬)检测到的4个指标值依次为3.30μm、6.59μm、8.64μm、17.44μm;截面抛光法(聚酯作陪衬)检测到的4个指标值依次为5.71μm、14.33μm、15.36μm、54.82μm;而界面黏接法检测到的4个指标值依次为9.19μm、19.45μm、13.04μm、32.20μm。试验结果表明,截面抛光法(硅片作陪衬)检测的精度更高,检测的亚表面损伤更符合实际情况。最后,基于此方法,对旋转超声磨削RB-SiC材料的亚表面损伤特征进行了总结。

SiC单晶材料加工工艺研究进展

SiC单晶片是第三代宽禁带半导体材料,其特有的晶体结构及高的材料硬度使其加工过程成为难点,突出表现为加工效率低、表面质量不稳定等问题,因此SiC单晶片的高效低损伤加工技术成为研究的焦点。介绍了SiC单晶材料去除机理,总结了高效精密加工SiC单晶的工艺现状及发展趋势,这对于提高SiC单晶片加工技术和应用水平有重要的理论意义和实用价值。

基于超声振动磨削与抛光技术的SiC反射镜加工工艺研究

针对航天用Si C反射镜在加工过程中的低加工效率、表面质量差等难题,在半精磨阶段采用超声振动磨削技术对其进行加工试验以研究其去除机理及存在的缺陷。为进一步解决超声振动磨削Si C反射镜存在的缺陷,在精加工阶段对其进行了抛光试验。通过采用正交试验的方法对影响Si C表面粗糙度的各工艺参数进行抛光试验设计及分析得到抛光压力、抛光盘转速、抛光液磨粒粒度及抛光时间对表面粗糙度的影响规律及其最优参数组合。研究结果表明在抛光压力40 k Pa,抛光盘转速400 r/min,抛光液磨粒粒度0.5μm,抛光时间2 h的最佳工艺参数下可获得表面粗糙度为21nm的加工表面。

载荷对SiC晶片抛光质量的影响

首先利用不同粒度的碳化硼研磨液对Si C晶片分别进行粗磨和细磨,然后利用金刚石微粉悬浮抛光液对晶片进行机械抛光,在此基础上进行最终的化学机械抛光。本文重点研究了化学机械抛光时,不同载荷对晶片质量的影响,并利用Taylor Surf CCI2000非接触式粗糙度检测仪来进行表征。实验结果表明:在主盘转速为60rpm,PH为11,抛光时间为120min,温度为20摄氏度的最优实验条件下,加载0.6kg/cm2的压力,初始粗糙度为17nm的晶片其粗糙度可减小至3.8nm;在一定范围内晶面的表面粗糙度随着载荷的增大而减小,材料去除率随着载荷增大而增大,当载荷增大到一定程度时候粗糙度并无明显变化。

全铝发动机缸体的制备及缸套内表面处理工艺研究

采用高压压铸对离心铸造制备的自生初生Si、Mg_2Si颗粒增强Al-Si-Mg复合材料汽缸套-铝合金缸体进行压铸成型,获得全铝发动机缸体。分别采用传统油石珩磨工艺及"油石珩磨-SiC颗粒毛毡抛光法"对缸套内表面进行表面处理,并对缸体进行台架试验。结果表明:采用传统珩磨工艺处理后,缸套内表面粗糙度较高,无法达到设计要求;采用"油石珩磨-SiC颗粒毛毡抛光法"联合处理后,缸套内表面形成网纹效果良好,表面粗糙度Ra=0.32μm,符合企业技术规范。台架试验后在缸体内孔仅观察到摩擦印痕,发动机运行正常,其最大功率、最大转矩分别达到了8.18 kW,10.77 N·m。