陶瓷球高效超光滑磁流变柔性抛光新工艺研究

目的为实现陶瓷球表面的高效超光滑抛光,提出一种集群磁流变抛光陶瓷球的新工艺。方法在传统V型槽抛光陶瓷球的基础上增加集群磁极和上盘旋转动力,配制适当的磁流变抛光液,通过在上下抛光盘的集群磁极,形成磁流变抛光垫包覆陶瓷球,进行研磨抛光加工。然后,基于陶瓷球工件几何运动学和动力学分析得到球体各运动参数的影响关系,利用机械系统分析软件ADAMS对成球过程进行动态仿真,可以看出该抛光方法能够主动控制球体的运动,实现球面抛光轨迹的快速均匀全包络。最后,根据仿真结果,通过调整上下抛光盘的转速比、偏心距和加工间隙等参数,控制陶瓷球的自转角,实现球面的快速高效超光滑抛光。结果用自行设计的陶瓷球集群磁流变抛光实验装置,对氮化硅陶瓷球进行抛光2.5 h,表面粗糙度Ra从60 nm左右下降到10 nm左右,球形误差为0.13μm,达到了陶瓷球轴承氮化硅球的国家标准(G5水平)。结论集群磁流变抛光方式可以实现球面抛光轨迹的快速均匀全包络,实现陶瓷球表面的高效超光滑抛光,值得进一步深入探讨研究。     

磁流变微结构动压平面抛光试验研究

为提高集群磁流变平面抛光效率,在抛光盘表面增加微结构,以增强加工过程中的流体动压作用。使用平面抛光盘和表面加工有孔洞、V形槽、U形槽、矩形槽等不同微结构的抛光盘进行抛光试验及抛光压力特性试验,研究了加工间隙和工件转速对加工效果的影响。结果表明:抛光盘表面微结构对工件材料去除率影响较大,不同微结构盘材料去除率从大到小顺序为V形盘>U形盘>平面盘>孔洞盘>矩形盘,其中V形盘的材料去除率比平面盘高25%以上;所有抛光盘均能获得纳米级（R_a在8 nm以内）表面。当加工间隙为0.9~1.0 mm、工件转速为550 r/min时,加工效果较好。      

一种新型真空吸附装置的研究

提出一种具有振动分离功能的新型真空吸附装置,这种装置的优点是通过高频振动装置能够实现圆片（薄片）在高速起边和搬运过程中彻底分离。对装置的工作原理、结构进行了介绍,并对真空吸附装置的吸附力及高频振动装置的振动力进行了计算分析并列举了应用实例。     

一种电磁式集群磁流变电磁铁的结构设计及优化

合理的磁路结构及均匀的磁场强度是影响磁流变抛光效果的关键因素,基于电磁铁的特性并结合实验室提出的集群磁流变技术,设计了一种电磁式集群磁流变电磁铁。详细分析了集群磁流变电磁铁的结构设计,通过Ansoft有限元仿真对磁指长度、集群点阵的结构、集群点阵的间隙和集群点阵的深度进行仿真及优化。优化结果显示:磁指长度l=26mm,磁场区域可以实现由线域到面域;集群点阵为方形下凹,磁极表面磁场强度较大;集群点阵间隙为1mm、深度为2mm时,磁极表面可以获得比较均匀的面域磁场。     

新型滤波减速器的创新研究

提出一种由偏心减速机构、滤波花键机构及三向止推轴承组成的新型滤波减速器(专利号CN1699793A).介绍该减速器的结构、传动原理及特点,并分析研究滤波花键机构啮合齿轮副,得出滤波花键机构渐开线齿廓不发生干涉、过渡曲线不发生干涉和齿顶圆与齿根圆不发生相碰的条件,计算出该滤波花键机构齿轮副的啮合效率.     

新型滤波减速器的效率分析及试验

对一种新型滤波减速器（专利号CN1699793A）的偏心减速机构齿轮内啮合副的啮合效率和滤波花键机构内啮合副的啮合效率进行分析,通过理论分析法推导出各个内啮合副啮合效率方程,并通过啮合功率法推导出滤波减速器的总啮合效率方程。最后通过实例计算出滤波减速器的理论效率、并通过实验进行了验证,得出一些有用的结论。     

单晶SiC基片的化学机械抛光技术研究进展

单晶SiC因其优异的物理化学性质而成为重要的外延衬底材料，广泛应用于卫星通信、集成电路和消费电子等领域。衬底外延生长需要单晶SiC具有较低的加工表面损伤和残余应力的超光滑平坦表面，其表面质量决定了后续的外延层质量并最终影响器件的性能。化学机械抛光(CMP)是目前实现单晶SiC基片超精密加工的一种常用且有效方法。我们综述了单晶SiC基片化学机械抛光加工的研究现状，根据加工原理进行归类并分析了各种类别的优缺点及运用局限，指出了其在化学机械抛光领域的发展前景。      

羟基自由基高级氧化技术应用进展综述

羟基自由基（·OH）是活跃性、进攻性最强的活性氧分子，具有非常高的反应速率常数、电负性和极强的氧化电极电位，利用·OH作为氧化剂的高级氧化技术具有广阔的应用前景.本文从·OH的产生方法及基本原理出发，介绍了芬顿法、电芬顿法、紫外光催化氧化剂法、超声氧化法及其他复合方法的原理及其优缺点.最后综述了以上方法在污水处理、土壤修复、垃圾渗滤液处理、重金属络合物处理以及光学材料超精密加工等方面的应用进展及应用局限.     

食品软包装复合膜热封过程的变形仿真分析

针对食品软包装复合膜热封时容易出现变形和起皱的问题,采用ANSYS 有限元仿真软件的热单元模块对典型的透明复合包装袋薄膜PET/PE/CPP和不透明复合包装袋薄膜PET /AL /PE 进行热变形仿真,分析热封温度、热封时间、冷却温度、热刀宽度及包装袋尺寸对热封变形的影响。结果表明,相同条件下,PET/PE/CPP的变形量约为PET/AL/PE 的变形量的6倍多;仿真条件下,热封温度为140℃,热封压力为0．5MPa,热封时间为0．5s,冷却温度为25℃,热刀宽度10mm;在包装袋长度和宽度相的条件下,可以获得较小的变形量。     

磁流变变间隙动压平坦化加工力特性研究

磁流变变间隙动压平坦化加工利用工件的轴向低频振动使磁流变液产生挤压强化效应,可以有效提高加工效果并使光电晶片快速获得纳米级表面粗糙度。通过旋转式测力仪试验研究不同变间隙参数对磁流变变间隙动压平坦化加工过程中抛光正压力的影响规律,结果表明,在工件轴向低频振动作用下,抛光正压力形成脉冲正值和负值周期性的动态变化过程;将工件轴向低频振动过程分解为下压过程与拉升过程,下压速度和拉升速度对动态抛光力有不同的响应特性;随着最小加工间隙的减小抛光正压力会急剧增大;设置最小加工间隙停留时间观察抛光正压力变化,可以发现在工件最小加工间隙停留期间抛光力从峰值逐渐衰减并趋于平稳;挤压振动幅值对抛光正压力影响较小。建立了磁流变变间隙动压平坦化加工材料去除模型,弄清了在动态压力作用下,磨料更新及其附加运动机制,研究了磁流变变间隙动压平坦化加工过程中磨料颗粒对工件表面柔性划擦和微量去除的作用机理,为磁流变变间隙动压平坦化加工的工艺优化提供了理论依据。