热固化树脂金刚石线锯制造工艺的研究

摘要

目前光伏产业所用的硅片厚度越来越小，这就对传统的光伏产业用硬脆材料的切割工具提出了巨大的技术挑战。新型的树脂结合剂金刚石线锯由于切片质量好于电镀金刚石线锯，而且树脂结合剂金刚石线锯制造成本较低，工艺简单，因此有望在光伏产业用硬脆材料的切割领域得到广泛的应用。本文以制作新型的树脂结合剂金刚石线锯为目标，所做的工作与获得的成果如下:
　　(1)根据树脂线锯的加工工况，选取表面镀铜钢丝作为树脂线锯的基体材料;同时对磨料与树脂结合剂进行了综合评价，选取平均粒径为10～20μm金刚石微粉作为磨料，并且对其表面进行镀镍处理;选用环氧改性酚醛树脂粉，丁腈橡胶改性树脂粉，939P酚醛树脂粉作为实验用树脂。为改善树脂的韧性及耐磨性，在其中加入添加剂。
　　(2)设计了混合树脂液的配比，根据固化后树脂层的柔韧性及铅笔硬度，选取用于制作树脂线的树脂种类。对树脂与基体间的结合力进行研究，通过正交试验对最终固化温度与最终固化时间进行优化，根据剪切强度确定出最优方案。
　　(3)研究了树脂线锯的涂覆、半固化与固化工艺，并且制定了树脂结合剂金刚石线锯的制作工艺流程，自行研制了涂覆装置与半固化炉。
　　(4)研究了树脂线锯的表面形貌及磨损机理，通过检测发现，自制的树脂线锯磨粒分布较均匀，树脂层的固化程度好，而且树脂线锯的尺寸较均匀。采用自制的线锯进行了锯切试验，通过切片的SEM可以看出切片的质量较好。

目录

摘要

主要符号说明

1 绪论

1．1 课题研究的目的及意义

1．2 硬脆材料精密切割的现状

1．2．1 游离磨料线锯切割技术的研究

1．2．2 固结磨料线锯切割技术

1．3 电镀金刚石线锯的研究现状

1．4 树脂结合剂金刚石线锯的研究现状

1．4．1 热固性树脂结合剂金刚石线锯制造技术研究

1．4．2 紫外光固化树脂结合剂金刚石线锯制造技术研究

1．4．3 树脂结合剂线锯切割机理

1．5 本课题研究的主要内容

2 线锯材料的选择与处理

2．1 树脂线锯基体的选取

2．1．1 树脂线锯对基体的要求

2．1．2 常见基体材料的性能

2．2 锯丝基体表面处理

2．3 金刚石磨料的选择与处理

2．3．1 金刚石磨料的性能

2．3．2 金刚石磨料的选择与表面处理

2．4 树脂结合剂及添加剂的选取

2．4．1 常用树脂的种类及特性

2．4．2 树脂添加剂的选取

2．5 小结

3 树脂混合液性能的研究

3．1 树脂混合液配比的设计

3．2 树脂粉所用溶剂的选择

3．3 常温下树脂液的粘度变化

3．4 树脂液半固化性能的研究

3．4．1 试验材料

3．4．2 试验仪器

3．4．3 试验步骤

3．4．4 半固化后的树脂柔韧性

3．4．5 半固化后树脂的铅笔硬度

3．5 树脂固化性能的研究

3．5．1 固化后树脂的柔韧性

3．5．2 固化后树脂的铅笔硬度

3．5．3 固化后树脂层的厚度的测量

3．6 树脂与基体间结合力的研究

3．6．1 最终固化温度与最终固化时间正交实验安排

3．6．2 最优方案的确定

3．7 小结

4 树脂结合剂线锯的制作工艺

4．1 热固性树脂结合剂金刚石线锯的制造工艺流程

4．2 热固性树脂线锯的涂覆工艺

4．3 热固性树脂线锯走线速度对半固化的影响

4．4 热固性树脂线锯的固化工艺

4．4．1 树脂的固化分析

4．4．2 树脂固化时的反应

4．5 线锯制造设备的研究

4．5．1 涂覆装置

4．5．2 半固化装置

4．6 小结

5 锯丝质量的检测与切割试验

5．1 锯丝的外观检测

5．2 锯丝的切割试验

5．2．1 切割试验设备及试验条件

5．2．2 试验结果与分析

5．3 线锯的失效分析

5．3．1 树脂层磨损与剥落分析

5．3．2 金刚石磨料磨损失效分析

5．4 小结

6 结论与展望

6．1 论文结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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