医用压电陶瓷片的超精密磨削加工实验研究

摘要

自1880年居里兄弟发现晶体的压电效应以来，压电器件已在水声、超声、传感技术等领域取得了广泛的应用。随着科学技术的发展，航空航天、医疗器械等新技术领域对压电器件的要求也越来越高。特别是在医疗超声传感器技术中，作为核心部分的压电陶瓷(PZT)，由于具有非常强和非常稳定的压电效应，受到越来越多的重视。 压电陶瓷材料虽然具有其他材料无法比拟的优越性能，但是它也有自己最显著的缺点、即脆性；同时它还存在加工极困难，很难象普通材料一样对陶瓷进行机械加工。要实现压电陶瓷所具备的优异性能，就必须加工成具有一定形状精度和尺寸精度的元件，因此，研究压电陶瓷的加工技术，特别是精密、超精密加工技术具有重大的应用价值，有很大的现实意义。 本文采用了特制超薄金刚石锯片砂轮，使用超精密磨削机床对压电陶瓷片进行磨削加工实验研究，运用正交实验常用的数据分析方法一直观分析法，对加工后的工件表面粗糙度和砂轮磨损状况进行了分析，得出如下结论： ①磨削参数的变化直接影响加工表面的表面质量，选择合理的磨削参数可以得到高质量的加工表面。 ②对实验中使用过的砂轮进行分析得知，磨削参数的变化对砂轮片的磨损有限，砂轮的磨损主要由材料中的结晶体参数及磨削次数决定。 ③利用试验结果推导出了压电材料磨削表面粗糙度预测模型，并进行仿真研究，经过对仿真数据和实验数据的对比分析，验证了表面粗糙度预测模型的正确性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1-1课题研究的意义和目的

1-2压电陶瓷材料特性及应用

1-3超精密加工技术进展

1-4本领域目前存在的问题

1-5本课题主要研究的内容

第二章压电陶瓷超精密磨削的实验研究

2-1实验前的准备

2-1-1金刚石锯片砂轮的选择

2-1-2实验方案的设计

2-1-3选用的压电陶瓷的物理性能参数

2.2实验数据

2-2-1实验数据

2-2-2数据分析及结果

2-2-3试件切割后表面特性

2-2-4砂轮磨损状况的分析

2-3实验中遇到的问题

2-4本章小结

第三章压电陶瓷片超精密磨削表面形貌的研究

3-1引言

3-2模拟仿真在机械加工的应用

3-3超高速磨削加工表面创成模型的构造

3-4表面形貌仿真建模

3-5本章小结

第四章总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

致 谢