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专利号: 2019104970264
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 磨削;抛光
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种空化和芬顿反应辅助的碳化硅平面低压均匀化抛光方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:

S1:将碳化硅工件放在预处理工件槽中,采用负压缩材料进行密封,仅露出待抛光的平面;

S2:将S1处理后的碳化硅片放入芬顿试剂中进行预处理,使得碳化硅表面生成二氧化硅腐蚀层,所述的芬顿试剂采用2~8wt%羰基铁粉和2~10wt%的浓度为30%的过氧化氢溶液,并使用稀盐酸使pH值至4~6;

S3:将S2处理后的碳化硅片放置在磨粒流抛光系统中进行抛光,将待抛光工件放置在一个过流腔体内,使磨粒流先发生空化形成多相流后进入过流腔体,达到均匀抛光的效果;

所述的过流腔体底部为平面,其他过流面为斜面或曲面,使得流体作用在待抛光工件上的动压均匀;所述的磨粒流中的磨粒为α-Al2O3-g-PMMA磨粒,粒径为200nm~50μm,磨粒流中的磨粒的质量分数为10%以下,磨粒流的压力为2MPa以下,温度为10~50摄氏度,所述的磨粒流的液相由去离子水、分散剂和切削液配置而成,三者比例为4:3:1,分散剂选用HT-

4000系列分散剂,切削液选用RX-1系列润滑油。

所述磨粒流的空化数为0.02~0.4,所述磨粒流液相动力黏度为0.0014~0.0017kg/m·s。

2.根据权利要求1所述的抛光方法,其特征在于,以磨粒流压力、磨粒直径、磨粒的浓度、磨粒流的空化数和磨粒流液相动力黏度作为输入参数,以抛光后所得工件的表面粗糙度、均匀性程度作为输出参数,利用BP神经网络进行训练,建立多相流抛光模型,优化参数后进行抛光。

3.一种用于实现权利要求1所述的抛光方法的抛光装置,其特征在于,该装置包括电气控制柜(1)、冷却装置(2)、电机(3)、搅拌池(11)、阀门(4)、泵(5)、流量计(6)、压力计一(7)、超声波发生器(8)、磨粒流箱体(9)、压力计二(10),所述的电气控制柜(1)与所述的电机(3)相连,所述的电机(3)与所述的搅拌池(11)中的搅拌器相连,所述的搅拌池(11)位于所述的冷却装置(2)内,所述的阀门(4)连接所述的搅拌池(11),所述的阀门(4)、泵(5)、超声波发生器(8)、磨粒流箱体(9)依次通过管道连接,所述的磨粒流箱体(9)的出口连接到所述的搅拌池(11),形成磨粒流的封闭循环系统;所述的流量计(6)、压力计一(7)均设置在所述的泵(5)与所述的超声波发生器(8)之间的管道上,所述的压力计二(10)设置在所述的磨粒流箱体(9)与所述的搅拌池(11)之间,所述超声波发生器(8)的频率在10~80kHz内可调。

4.根据权利要求3所述的抛光装置,其特征在于,所述的超声波发生器(8)用文丘里管替换。

5.根据权利要求3所述的抛光装置,其特征在于,所述的超声波发生器(8)用微纳米气泡发生器替换。

6.根据权利要求3所述的抛光装置,其特征在于,所述的磨粒流箱体(9)包括具体结构如下:

其包括 形的端盖(902)、密封圈(903)、约束斜面板(904)、工件槽(908)、左导流块(913)、右导流块(909)、左连接管(912)、右连接管(911)、箱底座(910), 形的端盖(902)固定在所述的箱底座(910)上,所述的约束斜面板(904)两端均与所述的 形的端盖(902)两端可转动连接,所述的工件槽(908)放置在所述的箱底座(910)内,所述的左连接管(912)和右连接管(911)分别固定连接在所述的箱底座(910)的两端,所述的左导流块(913)、右导流块(909)分别固定在所述的工件槽(908)的两侧,且分别位于所述的左连接管(912)和右连接管(911)中,所述的左导流块(913)、右导流块(909)、工件槽(908)与所述的约束斜面板(904)间形成过流流道。

7.根据权利要求3所述的抛光装置,其特征在于,所述的 形的端盖(902)的两侧面上沿竖直方向开设若干孔,所述的约束斜面板(904)的一端通过销轴(905)插接在所述的孔中,并通过轴套(906)固定。