本文選題：氮化硅 + 水輔助��； 參考：《機械工程學(xué)報》2017年07期

【摘要】：陶瓷材料具有強度高、硬度大、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等優(yōu)點,但同時也具有難加工的缺點。研究水下激光去除材料的熱學(xué)模型與氮化硅水解反應(yīng),建立水流輔助超聲與激光復(fù)合加工試驗裝置,分別開展不同條件、不同參數(shù)下對氮化硅的刻槽加工試驗,并采用影像儀和電子顯微鏡對刻槽深度與表面質(zhì)量觀測比較,應(yīng)用能譜儀檢測生成物成分,綜合分析加工機理。研究結(jié)果表明在有水輔助激光加工氮化硅過程中,因水的冷卻作用減少了激光去除材料的有效能量,刻蝕深度隨之變小,但激光作用區(qū)的溫升加劇氮化硅水解,同時水流帶走二氧化硅等生成物,促使加工表面質(zhì)量明顯提高;在水下激光與超聲復(fù)合加工中,超聲振動加大了氮化硅表面水的對流與物質(zhì)的拋出,提高了刻蝕速率。
[Abstract]:Ceramic materials have the advantages of high strength, high hardness, high temperature resistance, corrosion resistance, wear resistance and so on.The thermal model of underwater laser material removal and the hydrolysis reaction of silicon nitride were studied. The experimental equipment of flow assisted ultrasonic and laser combined processing was established, and the grooving experiments of silicon nitride were carried out under different conditions and different parameters.The groove depth and surface quality were observed and compared with those of electron microscope, and the components of the product were detected by energy spectrometer, and the processing mechanism was analyzed synthetically.The results show that in the process of laser assisted laser processing of silicon nitride with water, the effective energy of the laser material is reduced because of the cooling effect of water, and the etching depth becomes smaller, but the temperature rise of the laser action zone intensifies the hydrolysis of silicon nitride.At the same time, the flow takes away the silicon dioxide and other products, which makes the quality of the machined surface improve obviously. In the underwater laser and ultrasonic processing, ultrasonic vibration increases the water convection and material ejection on the surface of silicon nitride, and improves the etching rate.
【作者單位】： 安徽建筑大學(xué)機械與電氣工程學(xué)院;江南大學(xué)機械工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(511752290) 安徽省自然科學(xué)基金(1208085ME79) 安徽省高校自然科學(xué)研究(KJ2015A013,KJ2015A050)資助項目
【分類號】：TQ174.6

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本文編號：1740187