材料去除机理

摘要： 针对SiC纤维增强SiC陶瓷基复合材料(SiC;/SiC)存在加工质量差、材料去除困难等问题,开展金刚石砂轮超声辅助螺旋磨削SiC;/SiC陶瓷基复合材料试验,研究其出口质量、孔壁形貌及孔壁表面粗糙度。结果表明:与传统制孔相比,超声辅助螺旋磨削制孔出口处材料无大面积崩边;砂轮磨削速度方向与纤维方向的夹角θ的周期性变化导致孔壁表面形貌呈现规律性变化。当θ在0°/180°时,纤维与基体多发生脱黏现象;当θ在45°时,纤维多发生剪切断裂;当θ在90°时,纤维多发生挤压断裂;当θ在135°时,纤维既发生剪切断裂又发生挤压断裂;孔壁表面粗糙度Sa在θ为90°时最低,在θ为135°时最高。在一定范围内,表面粗糙度Sa随着超声振幅的增大而降低,最大降幅为38.7%;随着进给速度的增大而升高,最大增幅为39.3%。

摘要： 硬脆材料具有膨胀系数低、强度高以及化学性质稳定等优点,被广泛应用于航空航天、光学器件和集成电路等重要领域。但其因高硬度、低韧性,在加工过程中极易发生脆性断裂,影响加工效率和表面质量。因此,实现硬脆材料的高效去除以获得低损伤的加工表面是当前硬脆材料加工面临的主要难题。研磨抛光加工是实现硬脆材料表面平坦化的常用加工方式,可以在保证较高材料去除率的同时获得纳米级的表面粗糙度。研磨加工时,工件材料在磨粒的切削、耕犁、挤压及划擦作用下被去除,该方式作用下的材料去除率较高,但容易造成严重的亚表面损伤。因此在后续的抛光加工中,通常利用化学抛光液与工件材料之间的化学反应来进一步消除损伤,提升表面加工质量。然而,研磨抛光工艺的加工系统复杂,影响因素众多,为了合理地调控加工工艺参数,需要对材料去除机理进行深入的研究。目前硬脆材料研磨抛光加工的材料去除机理大体可分为机械作用和化学-机械协同作用两个方面。其中机械作用下的材料去除形式表现为塑性域去除和脆性去除,化学-机械协同作用下的化学反应类型又可分为由摩擦作用引起的固相化学反应以及由化学抛光液导致的化学成键与断裂。本文介绍了硬脆材料平面研抛的常用加工方法,从机械作用和化学-机械协同作用两个角度综述了硬脆材料平面研抛的材料去除机理,指出了现阶段研究中存在的问题并对未来的研究方向进行了展望。

摘要： 钇铝石榴石(YAG)晶体由于其优异的物理化学和光学性能,广泛用作激光器的激光增益介质.然而,目前的加工方法很难满足YAG晶体的高效高质量加工.基于传统硅溶胶抛光液的抛光机理,配制一种化学机械抛光液,并通过正交试验优化化学机械抛光液的成分配比.使用优化后的抛光液抛光YAG晶体,其化学机械抛光材料去除率提升至34 nm/min,抛光后YAG晶体表面粗糙度为0.5 nm.相比于传统硅溶胶抛光液,新型抛光液的抛光效率提升240％,抛光工件的表面粗糙度降低17％.同时,通过对比抛光液性能提出化学机械抛光界面的相互作用模式对材料去除率的影响原因.

摘要： 为了研究单向碳纤维复合材料在不同磨削纤维角(磨削方向与纤维取向之间的夹角)下表面的磨削特性和机理,通过一系列磨削实验,研究了磨削纤维角对磨削力、粗糙度和表面形貌的影响,并用扫描电镜(SEM)对磨削加工表面的特征进行了分析.结果表明:不同磨削纤维角下的磨削力遵循45°>90°>0°的顺序;表面粗糙度恰好与此相反,磨削纤维角为0°时拥有最差的表面粗糙度;不同磨削纤维角产生不同的损伤形式,磨削纤维角为0°时材料去除机制是以弯曲破坏为主,90°时以剪切破坏为主,45°时则是由弯曲和剪切破坏共同作用导致.

摘要： 稀土氧化物激光晶体是制作固体激光器核心部件的首选材料,在加工过程中容易产生脆性破碎和裂纹等损伤,这些损伤会严重影响激光器的输出功率和使役寿命。实现稀土氧化物激光晶体的高效、高表面完整性加工成为固体激光器元件制造领域的瓶颈问题。针对典型的稀土氧化物激光晶体,基于从准静态纳米压痕和划痕实验到高应变率条件下的磨削实验、从材料力学性能和材料去除机理到形成超精密磨削加工工艺的研究思路,系统地开展了稀土氧化物激光晶体纳米压痕/划痕以及超精密磨削等方面的研究工作,获得了以下研究成果。

摘要： 为研究不同磨削速度下超声振动作用对SiC陶瓷磨削过程中材料去除机理的影响,采用钎焊单颗金刚石磨粒工具,基于连续变磨削深度试验方法,在SiC陶瓷抛光表面开展了超声辅助磨削与普通磨削对比试验.结果表明,随着单颗磨粒磨削深度的逐渐增大,SiC陶瓷超声辅助磨削与普通磨削时的材料去除机理均经历了"塑性去除→脆-塑转变→大尺寸脆性断裂"的变化;在磨削速度为1m/s时,相比于普通磨削,单颗磨粒超声辅助磨削可显著增大SiC陶瓷的脆-塑转变临界切厚及相应的磨削划痕横截面积,并减小切向磨削力与磨削比能;而随着磨削速度的增大,超声辅助磨削与普通磨削在单颗磨粒磨削划痕尺寸、磨削力之间的差异逐渐减弱.

摘要： 本文总结了国内外诸多学者对高速切削理论的研究状况,根据研究对象的层次和尺度,将高速切削理论的研究工作分为三个方面进行回顾和评述,分别为:面向工程问题的高速切削简化模型;基于连续介质假设的高速切削材料去除机理;微/介观尺度下的高速切削材料动态断裂机制.最后结合国内外最新研究动态对高速切削理论的发展趋势提出了自己的观点.

摘要： 为了研究电化学放电钻削工艺中的材料去除机理,采用高速旋转的碳化钨螺旋工具电极对ANSI 304型不锈钢工件进行了一系列试验研究,并使用高速摄像机观察加工过程中气泡的产生、气膜的形成和电火花放电现象.通过分析加工电流的信号波形和不同转速下的电火花放电现象,从而进一步揭示了电化学放电加工中的材料去除机理.结果 表明:当工具电极较高速旋转时,工件材料是通过EDM和ECM的协同作用被蚀除;当工具电极转速极低或静止时,工件材料是通过ECM被蚀除.

摘要： 固结磨料线锯锯切晶体时材料去除机理影响切片表面质量.本文建立了脆性晶体线锯加工时锯切工艺参数与晶体材料特性、锯丝参数和加工条件等之间的理论联系,进行了单晶硅和KDP晶体的固结磨料线锯锯切实验,结合锯切的表面形貌特征对晶体锯切加工材料去除的脆塑转变临界工艺参数条件进行了分析.结果表明,锯切加工时工件进给速度与锯丝速度的比值r影响材料去除方式,单晶硅(111)晶面锯切其r值为0.67时,KDP晶体(001)晶面锯切r值为1.25时,材料主要以塑性剪切方式去除.保持相同的r值采用不同的工艺参数,锯切的表面形貌基本一致.

摘要： 为了对监宝石衬底材料进行高效、低成本、低损伤的研磨加工,需要深入地揭示其面研磨加工的材料去除机理。材料去除机理决定了工件的表面、亚表面损伤的性质和表面形貌。通过对蓝宝石双面研磨加工进行了实验研究。借助于SEM观察被加工工件表面,发现双面研磨中磨粒进行了二体、三体延性和磨损加工痕迹,然后建立了材料的理论去除模型和进行了计算,并与实验加工值进行对比。结果表明蓝宝石双面研磨中同时存在延性去除和脆性去除,该模型可以定性地描述双面研磨加工材料的去除率。

摘要： 本文应用扫描电镜(SEM)对立轴精密平面磨削纳米结构WC/12Co(n-WC/12Co)涂层磨削表面/亚表面形貌进行观察和分析,结合对n-WC/12Co 涂层精密磨削的单颗磨粒磨削力、磨削力分力比、比磨削能、磨削表面粗糙度的磨削实验结果的分析,揭示了n-WC/12Co 涂层精密磨削的材料去除机理.研究表明,在大多数磨削条件下,n-WC/12Co 磨削的材料去除机理主要是非弹性变形方式,以塑性变形为主,伴随一定的材料粉末化,材料脆性碎裂去除方式极少.其研究结论对纳米结构WC/12Co 涂层的工业化应用具有重要的理论和实用价值.

摘要： 长纤维增强陶瓷基复合材料因其良好的耐高温、耐腐蚀等物理力学特性在现代工业、国防和航空航天等许多领域得到了广泛应用,但纤维增强陶瓷基复合材料为难加工材料,二次加工会给材料带来不同的加工损伤如基体破碎、纤维分层、脱粘、拔出、断裂等,使其应用受到很大的限制,如何提高加工质量是目前研究的重点和难点.本课题研究的是2.5维石英纤维织物增强二氧化硅基复合材料(2.5DSiO2/SiO2)的平面磨削.该材料能同时满足防热、透波、承载三项功能,是一种新型多功能材料,其在军事、国防、航空、航天工业中可用于制造如火箭喷火口,航天热防护装置、先进战机和导弹的天线罩等.通过改变磨削过程的加工参数得到一系列磨粒切深,研究最大未变形切屑厚度Hmax对磨削力及比磨削能的影响,从而探究Hmax对材料去除机理的影响.

摘要： SiC作为第三代半导体材料越来越受到关注,该材料加工去除机理及加工工艺吸引了大量学者研究.SiC单晶材料去除机理尤其是无表面裂纹的塑性去除机理仍然是研究的热点.目前关于3C-SiC的MD纳米切削仿真分析主要集中在材料原子尺度下的塑性变形机理及力学特性.

摘要： 磨削是砂轮表面大量随机分布的磨粒在磨削液或大气环境下共同对工件表面进行划擦作用的复杂过程,影响磨削过程中材料去除机理的本质因素是材料的力学性质和磨粒与工件作用区的应力状态.为揭示石英玻璃磨削过程中的材料去除机理,本文首先建立了单颗磨粒划擦石英玻璃的弹性应力场解析模型,模型可以写成下式形式,σij=Fn/πρ2[Fij(Φ,θ)v+λgij(Φ,θ)v]+fEa3/πtanΨρ3·hij(Φ,θ)v(1)式中,Fn是法向力,λ是切向力与法向力比,ψ是磨粒顶半锥角,f是在残余应力作用下材料减小的体积系数,E是弹性模量,H是硬度,v是泊松比,(θ,Ψ,ρ)表示任一点坐标,fij(Φ,θ)v,岛(Φ,θ)v,hij(Φ,θ)v表示关于θ,Φ,v的函数.

摘要： 与普通电火花加工相比(包括微细电火花加工),高速电弧加工的材料去除效率可高出2～3个数量级,其能量利用率与熔融材料抛出率也大大高于普通电火花加工.实验发现,高速电弧加工的熔融材料抛出率可高达90％,而普通电火花加工仅仅是5％左右,微细电火花加工也不足20％.深入研究并阐述了高速电弧加工材料的去除机理,为高速电弧加工性能的进一步提升提供了理论与技术支持.

摘要： 在使用金刚石砂轮的平面磨床上进行了超细晶粒WC-Co硬质合金的磨削实验研究通过用扫描电子显微镜观察磨削表面形貌,用表面粗糙度测定仪测量磨削表面粗糙度和用X射线应力测试仪测定磨削表面的残余应力,对超细硬质合金磨削过程中材料的去除机理和表面完整性进行了研究.研究结果表明,超细硬质合金磨削过程中,随砂轮粒度的增大或切深的增加,材料去除方式渐由滑擦、耕犁向脆性断裂和材料粉末化转变、相同切深下,超细硬质合金磨削表面粗糙度随砂轮粒度的增大而增大.用相同粒度砂轮磨削,切深较小时,磨削表面粗糙度随切深的增加而增大,当切深增大到一定值后,磨削表面粗糙度值逐渐降低.超细硬质合金磨削表面的残余应力主要是磨削残余应力,其性质为压应力,其数值随砂轮粒径的减小而降低.切削深度对残余应力数值影响不大.

摘要： 应用处于近红外区的飞秒脉冲激光对宽能带隙材料SiC的烧蚀机理及其相互作用过程进行了研究。分别采用扫描电子显微镜(SEM)、表面粗糙度轮廓仪(Talysurf)和光学显微镜(OM)等分析技术对烧蚀区和未烧蚀区的表面微观形貌进行了检测和评价。在烧蚀表面观察到了烧蚀区、导向波纹区和修复区等不同形貌特征。求出加工SiC材料时强烧蚀和弱烧蚀的阈值分别为0.13 J/cm2和0.61J/cm2。根据实验结果得到了加工参数与烧蚀形貌之间的关系，同时发现材料的去除方式强烈的依赖于入射激光的能量。

摘要： 应用处于近红外区的飞秒脉冲激光对宽能带隙材料SiC的烧蚀机理及其相互作用过程进行了研究。分别采用扫描电子显微镜(SEM)、表面粗糙度轮廓仪(Talysurf)和光学显微镜(OM)等分析技术对烧蚀区和未烧蚀区的表面微观形貌进行了检测和评价。在烧蚀表面观察到了烧蚀区、导向波纹区和修复区等不同形貌特征。求出加工SiC材料时强烧蚀和弱烧蚀的阈值分别为0.13 J/cm2和0.61J/cm2。根据实验结果得到了加工参数与烧蚀形貌之间的关系，同时发现材料的去除方式强烈的依赖于入射激光的能量。

摘要： 提供能够防止由聚集物造成的堵塞且效率良好地去除聚集物的去除聚集物的过滤材料、去除聚集物的方法、去除白细胞的过滤器及血液制剂的过滤方法。一种去除聚集物的过滤材料，其用于去除血液制剂中的聚集物，其包含纤维长度为100～1000mm、纤度为0.7～4.0dtex的纤维，单位面积重量为20～100g/m

摘要： 本发明披露了一种适于利用玩具材料去除器去除覆盖在玩具车上的可去除材料层的玩具车工具箱。玩具车工具箱包括：玩具车，用可去除材料层覆盖；及玩具材料去除器，通过靠着玩具车摩擦玩具材料去除器，去除所述可去除材料层，直到露出玩具车的替换表面。可去除材料包括脱水水性涂料、污垢、及可去除涂料。玩具材料去除器包括化学抛光剂、布、水、酒精、蜡、手工缓冲装置、及机动化缓冲装置。露出的替换表面包括用于制造车本体、永久涂料层、和可抛光涂料层的材料。并且，玩具车工具箱包括用于在去除可去除材料后定做玩具车的可拆卸地连接的部分。

摘要： 本发明公开了一种LOW-E玻璃用表面杂质去除材料组合物和表面杂质去除材料的制备方法，其中，所述组合物包括酚醛树脂、聚乙烯树脂、丙酮、醋酸、氧化镁、氧化钙和二氧化硅；相对于100重量份的所述酚醛树脂，所述聚乙烯树脂的含量为10-60重量份，所述丙酮的含量为20-40重量份，所述醋酸的含量为10-30重量份，所述氧化镁的含量为1-5重量份，所述氧化钙的含量为1-5重量份，所述二氧化硅的含量为3-10重量份。本发明将酚醛树脂、聚乙烯树脂、丙酮、醋酸、氧化镁、氧化钙和二氧化硅按照一定比例进行混合，使通过上述比例混合后制得的表面杂质去除材料在实际清洁LOW-E玻璃时能将其表面的杂质和油污有效地去除。

摘要： 粉状或浆状的去除剂在保持其去除性能的基础上被固形化成处理性优异的粒状。混合去除剂、高分子化合物及2种以上的溶剂，并使所得到的混合物干燥。高分子化合物对一种溶剂溶解性高、对另一种溶剂溶解性低的场合，在干燥时随着溶剂蒸发，高分子化合物被浓缩在高分子化合物的优良溶剂的一侧并相分离，成为将去除剂彼此结合的粘合剂。高分子化合物的不良溶剂存在的部分变成孔，所形成的固形物变为多孔性。因此不使去除性能大大降低就可以固形化成粒径大的粒状。

摘要： 用于去除污染物的材料、用于去除污染物的过滤器和用于去除污染物的装置，所述材料包括用于吸附污染物的吸附材料和用于分解污染物的分解材料，其中所述吸附材料和所述分解材料彼此复合，并且所述分解材料的污染物分解起始温度等于或低于所述吸附材料的污染物解吸起始温度。

摘要： 本发明属于微观切削领域，提供一种研究加工碳纤维复合材料去除机理的实验方法。本发明首先制备符合要求的样件和切削刃钝圆；把刀具固定在三向测力仪上，刀具的不同刃具有不同的钝圆半径，实现切削过程中切削刃钝圆半径的变化；样件固定在微米级进给机构上，实现切削过程中切深的变化；通过控制直线电机的运动速度，实现不同切削速度的切削，切削过程中用显微摄像头观察纤维形态变化，用三向测力仪测出切削力。本发明简单，可靠性高，安装定位方便；将观察切削过程中纤维的形态变化与力的测量合为一体，效率高。

摘要： 一种主动控制工件材料去除机理转变的超精密抛光方法，该方法采用工件抛光盘接触状态调整机构调节紧接触抛光或非接触抛光状态，加工时，装有工件的工件抛光盘接触状态调整机构置于抛光盘上，抛光液从注入口进入所述的抛光盘的加工区域，抛光初始时采用紧接触抛光以保证工件加工形状精度，然后调整工件与抛光盘接触状态，采用非接触抛光去除紧接触抛光的工件表面加工损伤层；所述工件上载荷、所述抛光盘转速、抛光液浓度和抛光液流量可调。本发明能实现基片高精度、少/无损伤超光滑表面加工要求。

摘要： 本发明提供了一种CFRTP/Ti叠层制孔钻削力和材料去除机理分析方法，该方法包括：建立包含材料的应变硬化、应变速率强化以及热软化效应的钻削加工热力耦合材料本构模型；对CFRTP/Ti叠层制孔过程进行有限元仿真分析；搭建包括数控加工中心、钻削力测量系统、夹具、计算机的CFRTP/钛合金叠层构件钻削试验平台，对CFRTP/Ti叠层构件试验，通过实验验证模型的准确性。本申请通过建立钻削加工热力耦合有限元模型，完成对CFRTP/Ti叠层制孔过程的有限元仿真分析，并通过实验验证模型的准确性，为叠层制孔过程力热分布及缺陷形成机理提供理论支撑。基于仿真得到的钻削轴向力‑时间曲线，对钻削过程中五个阶段的轴向受力情况进行分析，基于仿真结果分析了切屑形成机理。

摘要： 本发明属于微观切削领域，提供一种研究加工碳纤维复合材料去除机理的实验方法。本发明首先制备符合要求的样件和切削刃钝圆；把刀具固定在三向测力仪上，刀具的不同刃具有不同的钝圆半径，实现切削过程中切削刃钝圆半径的变化；样件固定在微米级进给机构上，实现切削过程中切深的变化；通过控制直线电机的运动速度，实现不同切削速度的切削，切削过程中用显微摄像头观察纤维形态变化，用三向测力仪测出切削力。本发明简单，可靠性高，安装定位方便；将观察切削过程中纤维的形态变化与力的测量合为一体，效率高。

摘要： 一种主动控制工件材料去除机理转变的超精密抛光方法，该方法采用工件抛光盘接触状态调整机构调节紧接触抛光或非接触抛光状态，加工时，装有工件的工件抛光盘接触状态调整机构置于抛光盘上，抛光液从注入口进入所述的抛光盘的加工区域，抛光初始时采用紧接触抛光以保证工件加工形状精度，然后调整工件与抛光盘接触状态，采用非接触抛光去除紧接触抛光的工件表面加工损伤层；所述工件上载荷、所述抛光盘转速、抛光液浓度和抛光液流量可调。本发明能实现基片高精度、少/无损伤超光滑表面加工要求。