本文選題：鈦酸鋇陶瓷 + 納米壓痕　； 參考：《廣東工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：鈦酸鋇陶瓷是具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵電材料中最常用的一種,以其優(yōu)良的鐵電性能、良好的壓電性能、高介電常數(shù)、低介電損耗以及耐高壓性能等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用在軍事、原子能、航空航天、金屬、石油化工、日常家電等各關(guān)系領(lǐng)域。采用燒結(jié)工藝制得的鈦酸鋇陶瓷基片,表面不平整且尺寸也不符合要求,同時(shí)鈦酸鋇陶瓷是軟脆材料,加工困難且成本較高。研磨拋光是改善鈦酸鋇陶瓷表面質(zhì)量和達(dá)到尺寸要求的有效方法,無破碎損耗的高效加工是關(guān)鍵。因此本文選擇鈦酸鋇陶瓷基片作為研究對(duì)象,探討其材料去除機(jī)理、研拋加工表面形成過程以及研磨拋光工藝。本文主要進(jìn)行了以下幾方面的研究工作,分析了鈦酸鋇陶瓷基片雙面研磨的加工機(jī)理及材料去除形式推導(dǎo)出UNIPOL-160D雙面研磨拋光機(jī)中單顆磨粒相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡方程,并用Matlab程序進(jìn)行了單顆磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡仿真,分析了各因素對(duì)軌跡形態(tài)的影響；然后在單顆磨粒軌跡仿真的基礎(chǔ)上進(jìn)行了多顆粒磨粒共同作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡仿真,分析了研磨盤轉(zhuǎn)速、研磨時(shí)間、磨料分布對(duì)軌跡和研磨效果的影響。采用Nano Indenter G200納米壓入式系統(tǒng)對(duì)鈦酸鋇陶瓷基片進(jìn)行了納米壓痕實(shí)驗(yàn),測(cè)得其彈性模量E、硬度H、斷裂韌性Kc等力學(xué)性能參數(shù),并用Bifano模型計(jì)算得到鈦酸鋇陶瓷基片脆塑性轉(zhuǎn)換的臨界切深。進(jìn)行了鈦酸鋇陶瓷基片雙面研磨拋光工藝實(shí)驗(yàn)的研究,系統(tǒng)分析了磨料種類、磨料粒徑、研磨壓力、研磨盤轉(zhuǎn)速、研磨液流量、研磨液濃度等工藝參數(shù)對(duì)基片研磨效果的影響。通過優(yōu)選工藝參數(shù),得到了一套高效的鈦酸鋇陶瓷基片雙面研磨工藝。同時(shí)對(duì)研磨后的基片進(jìn)行了雙面拋光,得到了表面粗糙度Ra6nm的超光滑表面。
[Abstract]:Barium titanate ceramics is one of the most commonly used ferroelectric materials with perovskite structure. Because of its excellent ferroelectric properties, good piezoelectric properties, high dielectric constant, low dielectric loss and high voltage resistance, barium titanate ceramics are widely used in military affairs. Nuclear energy, aerospace, metals, petrochemical, household appliances and other related fields. The surface of barium titanate ceramic substrate prepared by sintering process is not smooth and the size does not meet the requirements. At the same time, barium titanate ceramic is a soft and brittle material, which is difficult to process and high cost. Grinding and polishing is an effective method to improve the surface quality of barium titanate ceramics and meet the requirements of size. In this paper, barium titanate ceramic substrate is chosen as the research object, and the material removal mechanism, surface formation process and grinding and polishing process of barium titanate ceramic substrate are discussed. In this paper, the processing mechanism and material removal form of barium titanate ceramic substrate double-sided grinding are analyzed, and the motion trajectory equation of single abrasive particle relative to workpiece in UNIPOL-160D double-sided polishing machine is derived. The movement trajectory of single abrasive particle is simulated with Matlab program, and the influence of various factors on the trajectory shape is analyzed, and then the motion trajectory simulation of multi-particle abrasive particle interaction is carried out on the basis of single abrasive particle trajectory simulation. The effects of grinding disc speed, grinding time and abrasive distribution on the track and grinding effect were analyzed. The nano-indentation test of barium titanate ceramic substrate was carried out by Nano Indenter G200 nano-indentation system. The mechanical properties such as elastic modulus E, hardness H and fracture toughness K c were measured. The critical shear depth of brittle-plastic transition of barium titanate ceramic substrate was calculated by Bifano model. The experiment of double-sided grinding and polishing of barium titanate ceramic substrate was carried out. The effects of abrasive type, abrasive particle size, grinding pressure, rotating speed of grinding disk, flow rate of grinding fluid and concentration of grinding fluid on the grinding effect of substrate were systematically analyzed. A high efficient double-side grinding process of barium titanate ceramic substrate was obtained by optimizing the technological parameters. At the same time, the surface roughness of Ra6nm was obtained by double surface polishing.
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ174.7

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本文編號(hào)：1927297