钨合金精密磨削砂轮磨损及对表面质量的影响机制

为了满足钨合金零件的高精度和高完整性表面加工需求,实现钨合金磨削质量的控制和加工工艺的优化,通过分析砂轮磨粒种类和结合剂类型对砂轮磨损形式的关系,明确了超硬磨料砂轮在钨合金磨削加工中的优势.研究了磨粒粒度和磨削参数对钨合金磨削加工质量的影响规律,为制定合理的磨削工艺提供依据.通过磨削试验获得钨合金高精度和高完整性表面磨削加工工艺.研究结果表明,钨合金磨削过程中砂轮易磨损,超硬磨料砂轮更适合钨合金的磨削加工.金属结合剂金刚石砂轮在钨合金磨削加工的表面质量和加工精度方面表现出优越性.通过改进磨削参数,钨合金精密磨削后表面粗糙度可达18.9nm,实现了镜面磨削效果.

钨热辐射器电化学抛光试验研究

钨热辐射器是热光伏系统中的重要单元,热光伏技术的发展对钨热辐射器表面质量的要求变得更高。为提高钨金属表面质量,基于电化学抛光原理构建了一套电化学抛光装置,通过单因素试验探究了工艺参数对电化学抛光表面质量的影响规律。结果表明:电化学抛光表面粗糙度随着抛光加工电压、加工时间、加工间隙和电解液温度的增加呈现先减小后增大的趋势,最佳的工艺参数为加工电压20 V、加工时间160 s、加工间隙5 mm、电解液温度25℃,此时得到的表面抛光效果最佳。

碳化钨合金磨削仿真与工艺优化方法

碳化钨合金因其具有高硬度、高耐磨性和高化学稳定性等优点,成为精密玻璃模压模具材料的首选。为了提高碳化钨合金模芯超精密磨削加工的表面质量,基于WC-6%Co碳化钨合金的物理特性,利用Abaqus建立磨削工艺仿真模型,分析了磨削深度、进给速度、砂轮转速及工件转速对WC-6%Co碳化钨合金磨削加工后表面粗糙度的影响规律,并讨论了磨削碳化钨合金的合理工艺参数范围。采用Taguchi法开展优化实验研究,确定出磨削碳化钨合金的最优工艺方案,在该方案指导下,完成了碳化钨合金的非球面模芯超精密磨削实验。最终得到的碳化钨合金模芯的表面粗糙度平均值为3.379 nm,验证了优化方案的有效性。

硫酸–甲醇体系钨电解抛光的可行性研究

以硫酸–甲醇酸性体系作为电解液,对钨箔进行电解抛光研究。抛光后钨的表面均方根粗糙度和反射率的测试结果表明,该体系完全适用于金属钨的电化学抛光。对钨的阳极溶解行为进行了分析,讨论了溶液组成、槽电压、温度和搅拌速率对电抛光后钨表面粗糙度的影响。初步确定了金属钨电解抛光的工艺参数为:硫酸与甲醇的体积比1∶7,槽电压15～22 V,温度15～25°C,搅拌速率10 m/s。

纳米金刚石薄膜的制备与应用

采用偏压辅助增强热丝化学气相沉积法(Chemical vapor deposition,CVD),以WC-Co硬质合金为衬底,采用控制沉积参数和添加惰性气体Ar等CVD新工艺,制备性能优良的纳米金刚石薄膜。进一步采用扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)、原子力显微镜(Atomic force microscopy,AFM)、拉曼光谱(Raman spectros- copy)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和高分辨率透射电镜(High-resolution transmission electron microscopy, HR-TEM)分析了薄膜的纳米效应。研究结果表明:纳米涂层仍然是以金刚石结构为主的多晶体,它晶体颗粒较小(20～80 nm),含有较多的晶界和sp^2结构,涂层表面粗糙度R_a≤50 nm,表面平整光滑,有利于研磨抛光。在此基础上,提出纳米金刚石复合涂层制备新技术,开发研制出各种涂层拉拔模具,在实际生产线上进行了应用,取得了显著的效果。

钨钽铌粗精矿碱分解试验研究

针对难分解钨钽铌粗精矿的冶炼问题,采用了高压碱分解工艺,成功地实现了钨钽铌精矿中钨难分解的问题。研究针对江西某大型钨、钽铌矿床矿石重选矿泥,经选矿试验获得的钨钽铌粗精矿,探讨了NaOH加入量、Na3PO4·12H2O加入量、液固比、分解温度、分解压力、分解时间对钨分解率的影响。结果表明,NaOH加入量为理论量的1.70倍,Na3PO4·12H2O加入量为理论量的1.26倍,液固比为3,分解温度200℃,分解压力1.5 MPa,分解时间5 h,钨的分解率能达到99.84%,分解渣中WO3含量为0.16%。

钨粗精矿氯化冶金工艺研究

研究了气相氯化法从钨粗精矿中挥发多金属的影响因素。研究结果表明:稀盐酸可以适当地提高钨品位,并可以除去40%的钙;钨粗精矿经过盐酸预处理后,主要元素的氯化挥发率高于未处理精矿。最佳氯化工艺条件为:温度700℃,保温时间1h,活性碳用量为原矿的20%,在此条件下还原氯化,钨的氯化挥发率大于99%,钼、锡的氯化挥发率大于97%;同时,铁、铝挥发率也较高,导致氯化物中的铁、铝含量较高;氯化残留矿样为熔融的盐状,结块严重。

A100钢表面粗糙度与HVOF碳化钨涂层结合强度

采用超音速火焰喷涂方法在AerMet100钢(A100钢)基体上制备了WC10Co4Cr涂层,研究了不同喷砂条件对AerMet100钢表面粗糙度变化及对涂层与基体结合强度的影响.之后将涂层使用化学方法退除,观察涂层制备对AerMet100钢基体表面状态的影响,分析了粗糙度与涂层结合强度之间的关系.结果表明:AerMet100钢基体不同吹砂工艺产生的表面粗糙度Sa=0.994～4.983μm时,超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层的结合强度均不低于72MPa.喷涂涂层过程对基体表面状态没有较大影响:基体粗糙度Sa<2μm时,喷涂后,基体表面的粗糙度略有降低;基体粗糙度Sa>3μm时,喷涂后,基体粗糙度略有升高.超音速火焰喷涂的碳化钨钴涂层与AerMet100钢基体的结合同时存在物理与机械力结合,以前者为主要结合力.

金属钨箔膜的制备研究进展

具有体密度的高表面质量金属钨薄膜对材料高压状态方程研究具有十分重要的意义。综述了钨箔膜制备的几种方法,包括化学气相沉积、物理气相沉积、机械轧制、机械研磨抛光、化学抛光和电解抛光。综合比较后认为,采用电解抛光法可以基本满足状态方程靶用钨箔膜的需要。电解抛光可以制备表面质量比较高,厚度最小可达几微米的金属箔材,密度与原料相同,而且不会产生内应力、表面硬化、表面沾污问题,是制备低表面粗糙度、具有块材组织结构和密度材料的一种重要手段。

GLSI多层布线钨插塞CMP表面质量的影响因素分析

随着超大规模集成电路向高集成、高可靠性及低成本的方向发展,对IC工艺中的全局平坦化提出了更高的要求。在特大规模集成电路(GLSI)多层布线化学机械抛光(CMP)过程中,抛光质量对器件的性能有明显影响。研究了多层互连钨插塞材料CMP过程中表面质量的影响因素及控制技术,分析了抛光过程中影响抛光质量的主要因素,确定了获得较高去除速率和较低表面粗糙度的抛光液配比及抛光工艺参数。

钨基合金的断裂失效和强韧化研究现状

对比分析了钨合金材料的断裂失效特征及不同断裂行为的模型和机理,综述了几种针对钨合金材料的断裂失效特性而进行的强韧化技术和其研究现状,特别是就绝热剪切局域化对材料性能的影响进行了分析,提出了钨基合金材料的研究和发展方向。

粉末的物理性能对热喷涂涂层的影响

在SUS316L不锈钢基体上,采用HVOF和DGS两种不同的工艺方法,分别喷涂WC-12Co和FeAl涂层,观察WC-12Co和FeAl粉末的颗粒形貌、粒度组成以及DTA,研究它们对热喷涂涂层质量的影响.通过表面粗糙度、显微硬度、形貌相以及X射线衍射谱等分析表明,球化程度高,颗粒大小均匀的粉末可使涂层的组织均匀,致密性好,结合强度高.采用HVOF方法喷涂WC-12Co涂层的质量最好,而采用DGS工艺喷涂FeAl涂层的工艺参数还有待于进一步优化.

ULSI多层布线钨插塞CMP粗糙度的影响因素分析

随着超大规模集成电路向高集成、高可靠性及低成本的方向发展,对集成电路制作过程中的全局平坦化提出了更高的要求.ULSI多层布线CMP中粗糙度对器件的性能有明显影响,因此本文主要研究多层互连钨插塞材料CMP过程中的表面粗糙度影响因素及控制技术,分析了抛光过程中影响粗糙度的主要因素,确定了获得较低表面粗糙度的抛光液配比及抛光工艺参数.

D60钨钢电化学机械复合抛光试验研究

为了解决高硬度高耐磨性冲压模材料日本富士D60钨钢的抛光难题,研究了D60钨钢电化学机械复合抛光工艺。在研制了电化学机械复合抛光试验机的基础上,通过对加工间隙、电解液温度、电解液浓度、加工时间等试验参数的正交试验及单因数试验的研究,找到了比较优化的抛光工艺参数。试验表明:在20min内,能将D60钨钢表面粗糙度从Ra1·51μm降到Ra0·2μm左右。

电解抛光法制备金属钨箔膜

研究了在硫酸甲醇体系中进行电解抛光制备状态方程(EOS)靶用钨薄膜。分析了钨的阳极极化曲线,对薄膜的表面形貌、晶粒取向、密度和厚度一致性进行了测试和分析,并制备出均方根粗糙度小于50nm、厚度一致性好于99%、能够保持原材料密度的钨箔膜,满足激光驱动材料高温高压状态方程研究的标准靶材料的需求,证明电解抛光是制备低表面粗糙度、块材密度的EOS所用金属箔材的有效手段。

表面粗糙度对面向等离子体钨材料溅射的影响

依据钨材料表面溅射的实验现象,建立钨材料表面粗糙模型,模拟了高能H+、He+粒子辐照下的钨材料表面的溅射行为过程,并与基于离子输运的双群模型计算得到的结果作了比较。结果表明,随着钨材料表面粗糙程度的增加,溅射率降低;对一定的粗糙表面,相同能量的不同入射粒子,质量越大粒子溅射率越高,这些结果为分析聚变装置中心等离子体杂质水平和评价偏滤器寿命等提供了一定的理论支撑。

几种去除牙面正畸残留粘结剂方法的效果评价

目的评价几种方法去除残留粘结剂后对牙釉质表面的影响,为临床提供依据。方法挑选因正畸需要而拔除的健康前磨牙60颗。将其随机分成3组,第1组:碳钨钻+矽粒子组;第2组:超声洁治+矽粒子组;第3组:矽粒子组。每组20颗。并对处理后的牙面粗糙度差值、时间进行统计学检验。扫描电镜观察处理后的牙面形态。结果第1、2、3组处理前后的表面粗糙度差值有统计学意义(P<0.05)。处理时间比较差异有统计学意义(P<0.05),第3组所用时间最长。扫描电镜观察,牙齿表面结构均有损伤。而第3组,表面损伤较浅,牙面的形态结构破坏较小。结论矽粒子是碳钨钻和超声洁治去除牙齿表面残留粘结剂的必要补充,能很好地保护牙齿表面的形态结构。

基于粗糙集理论的焊接过程建模方法

针对目前焊接建模的状况,针对一种比较典型的焊接材料和焊接方法———铝合金脉冲钨极电弧(TIG)焊接,提出一种基于粗糙集理论的建模方法,并对建模过程的主要步骤和关键问题作了阐述.实验结果表明,该模型精度和复杂度可以接受.该方法拓展了粗糙集理论的应用领域,并为焊接建模提供了一种新方法,具有较大的应用潜力.

退火温度对非晶铟钨氧薄膜晶体管特性的影响

非晶铟钨氧(a-IWO)薄膜晶体管(TFT)具有高迁移率和高稳定性的优点,但其适合于实际生产的制备工艺条件尚有待摸索。本文研究了退火温度对a-IWO TFT电学特性影响的基本规律和内部机理。实验结果表明,随着退火温度的升高,a-IWO TFT的场效应迁移率也相应增加,这是由于高温退火下a-IWO薄膜中氧空位含量增多并进而导致载流子浓度增加的缘故。此外,a-IWO TFT的亚阈值摆幅和阈值电压在200℃下退火达到最佳,我们认为主要原因在于此时a-IWO薄膜的表面粗糙度最小并形成了最佳的前沟道界面状态。

钨合金超声椭圆振动切削表面完整性研究

目的研究钨合金超声椭圆振动切削表面完整性的变化规律,为实现钨合金高表面完整性加工提供理论基础。方法设计单因素试验,采用单晶金刚石刀具开展钨合金超声椭圆振动切削试验,并与普通切削进行对比,研究不同切削深度下超声椭圆振动对工件表面形貌、表面粗糙度、微观组织、位错密度、显微硬度以及表面残余应力的影响。结果普通切削或超声椭圆振动切削后,工件表面的位错密度、显微硬度以及残余应力均随着切削深度的增加而增大,且亚表面的晶粒都发生了一定程度的塑性变形,并出现了晶粒细化。与普通切削相比,超声椭圆振动切削可以有效抑制加工过程中鳞刺和犁沟的产生,改善表面粗糙度;工件表面会产生更高的硬化程度、残余压应力和位错密度,位错密度的量级在10^(8) mm^(–2);亚表面的变质层厚度更小。结论相比于普通切削,超声椭圆振动切削可以降低表面粗糙度,增大表面残余压应力,提高工件表面完整性。