应用空间圆弧和空间样条曲线两种规则曲线的插补算法,对多自由度磨料水射流喷嘴在笛卡尔坐标系中抛光异型陶瓷零件进行路径规划。通过建立理想状态下的微细磨料水射流射流束抛光数学模型,采用矢量法对复杂的运动轨迹利用圆弧和样条曲线来逼近,在MATLAB软件环境下建立了磨料水射流复杂曲面的抛光运动数学模型,并对其进行数值模拟。模拟结果表明,运动数学模型所得到的运动轨迹符合射流束抛光要求,从而证明了该模型的有效性和*性,为深入研究微细磨料水射流抛光轨迹优化提供了重要的理论基础。 基于溶胶-凝胶法所制备而成的生物高分子柔性抛光膜在晶圆抛光加工过程中具有高精度、低损伤等优点。但由于金刚石是由共价键结合而成的晶体,它与生物高分子材料结合较差,导致在加工过程中会出现磨料脱落等问题,因此如何提高磨料与基体的界面结合以及如何测量磨料与基体的界面结合强度成为目前所需要解决的关键问题。本文采用了两种界面结合强度的测量表征方法,并基于两种测量方式评价了不同的表面处理方式对于界面结合强度的影响,考虑了添加偶联剂、镀覆金属钛、镀覆金属钛后表面氧化、涂覆羟基氧化铁等表面处理方式的影响,同时研究了磨料粒度对界面结合强度的影响。种方法是直接拉拔法,通过粘结剂将金刚石磨料直接从生物高分子基体中拉拔出,测定拉拔时所需要的拉拔力,并测定磨料与基体的接触面积,从而计算得到磨料与基体的界面结合强度。第二种方法是基于抛光膜的拉伸强度来表征磨料与基体的界面结合强度,通过分析可以知道,磨料与基体的界面结合强度变化会直接导致生物高分子基体材料的拉伸强度发生变化,因此本论文尝试使用抛光膜的拉伸强度来直接表征磨料与基体的界面结合强度。通过直接拉拔法对磨料与基体的界面结合强度进行测量,发现随着磨料粒度的增大

一种湿法制备技术利用珍珠岩尾矿制备珍珠岩抛光磨料。与传统干法工艺相比 ,珍珠岩抛光磨料产品产率从 3 0 %提高到 70 %以上 ,颗粒粒度小于 15 0 μm ,而 0 -4 4μm粒级含量不到 10 %。粒度分布更加合理 ,满足玻壳行业及相关行业的要求。湿法制备珍珠岩抛光磨料是珍珠岩加工业充分合理利用珍珠岩尾矿的十分有效的利用途径。 提高硬质合金刀片前刀面化学机械抛光(CMP)的材料去除率和表面质量,采用6种不同硬度磨料(金刚石、碳化硼、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氧化硅)对硬质合金刀片CMP加工,采用表面粗糙度测量仪和超景深三维显微系统观察抛光前后刀片的表面形貌,探讨硬质合金刀具CMP材料去除机制。实验结果表明:碳化硼磨料因粒径分散性大,造成硬质合金刀片表面划痕较多;低硬度的氧化硅、氧化锆、碳化硅磨料只能去除硬质合金刀片表面局部划痕区域;接近硬质合金刀片硬度的氧化铝磨料,可获得较好的表面质量;硬度的金刚石磨料在CMP加工时,在硬质合金刀片表面上产生机械应力,促进化学反应,获得比其他磨料更高的材料去除率和更好的表面质量。因此,在硬质合金刀片粗加工时可以选用氧化铝磨料,精加工时选用金刚石磨料。

对InP晶片进行了集群磁流变抛光实验,研究了抛光过程中磨料参数（类型、质量分数和粒径）对InP材料去除速率和表面粗糙度的影响。实验结果表明,InP晶片的去除速率随磨料硬度的增加而变大,表面粗糙度受磨料硬度和密度的综合影响;在选取的金刚石、SiC、Al2O3和SiO2等4种磨料中,使用金刚石磨料的InP去除速率,使用SiC磨料的InP抛光后的表面质量。随着SiC质量分数的增加,InP去除速率逐渐增加,但表面粗糙度先减小后增大。当使用质量分数4%、粒径3μm的SiC磨料对InP晶片进行抛光时,InP去除速率达到μm/h,表面粗糙度从原始的33 nm降低到 nm。

磨粒流抛光主要用于小尺寸和复杂结构化表面的光整精加工。针对磨料参数选取仅靠其定性选择原则和经验,导致一些工况的磨料选取不合理而严重影响加工质量的问题,提出了一种磨料参数模糊优选的方法。该方法基于模糊数学理论,采用模糊参数优化建立了多目标磨料参数优选模型,结合磨料参数的选择原则和磨料参数之间的影响建立了相对优属度矩阵和权向量,从而量化了不确定性因素。后,通过实际加工实验验证了该方法的合理性和可行性。 对磨料水射流抛光45钢进行了研究,分析了材料的去除机理,在已有材料去除模型基础上,设计了正交实验,对不同参数组合下磨料水射流加工45钢的表面粗糙度、材料去除率进行了MATLAB数据分析,同时从材料去除机理方面对磨料粒度、射流压力、横向进给速度、靶距、喷嘴冲蚀角度等加工参数对于抛光表面质量和材料去除率的影响程度和影响趋势进行了分析。终结合加工面表面粗糙度和材料去除率,选出45钢抛光加工优加工参数组合。