隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,碳化硅（SiC）單晶材料因為其帶隙寬、熱導(dǎo)率高、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用與航空航天、原油勘探等及其重要的領(lǐng)域,從而對SiC基片的制作提出了更高的要求。電鍍金剛石線鋸絲因為其切縫窄、切片質(zhì)量好、切割環(huán)境清潔等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于Si等晶體切片加工,但在SiC等超硬晶體材料切片加工中線鋸絲壽命短,切片效率低。電火花沉積技術(shù)因其工藝簡單、對環(huán)境污染小、沉積層與基體結(jié)合強(qiáng)度高等優(yōu)點,被應(yīng)用于金剛石線鋸絲制作,電火花沉積金剛石線鋸絲在超硬晶體切片加工領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。本文利用電火花沉積技術(shù),對電火花沉積金剛石線鋸絲制作工藝及其設(shè)備進(jìn)行了研究;通過分析硬質(zhì)合金特性,提出了壓縮粉體電極的制作配方;結(jié)合正交實驗,對電火花沉積過程中各項電參數(shù)對線鋸絲制作的影響進(jìn)行了研究,并驗證了所研制裝置的可行性。本文主要研究工作總結(jié)如下:（1）確定了電火花沉積金剛石線鋸絲制作裝置設(shè)計方案。通過分析電火花沉積技術(shù)的基本原理,結(jié)合金剛石線鋸絲制作技術(shù),確定采用旋轉(zhuǎn)電極在空氣介質(zhì)中進(jìn)行電火花沉積;采用四個旋轉(zhuǎn)電極,對邊分別沉積順序,對線鋸絲基體四個側(cè)面進(jìn)行依次沉積;基體選用橫式布置方案,利于多臺... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１金剛石線鋸絲截面圖［Ｍ］??

為改善線鋸絲綜合性能，提高基體與樹脂的結(jié)合強(qiáng)度，毛煒等學(xué)者，特殊的??基體處理液對基體進(jìn)行了預(yù)處理，使基體表面出現(xiàn)凹凸不平的情況，使結(jié)合劑能??更好的與基體結(jié)合，提高了結(jié)合劑與基體的結(jié)合強(qiáng)度［２３］。同時還設(shè)計了如圖１－４??所示的紫外光固化涂附樹脂結(jié)合劑固結(jié)金剛石磨粒線鋸絲制作裝置，實現(xiàn)了線鋸??絲的連續(xù)生產(chǎn)，且最大制作速度可達(dá)到２０ｍ／ｍｉｎ。通過該裝置制作了直徑為０．３３ｍｍ??的金剛石鋸絲，使用以該工藝所生產(chǎn)的的金剛石鋸絲進(jìn)行切割實驗，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)??的樹脂結(jié)合劑金剛石線鋸絲相比，該線鋸絲切割性能更為優(yōu)異。??、Ｆ??三三，５??１放線輪；２聚乙烯線；３樹脂磨�；旌衔�；４涂覆杯；５ＵＶ固化爐；６線鋸絲；７收線輪??圖１－４紫外光固化涂覆工藝原理圖［２３］??樹脂結(jié)合劑金剛石線鋸絲制作工藝簡單，固結(jié)速度快，制作成本低，但還存??在磨粒把持強(qiáng)度低、結(jié)合層與基體結(jié)合強(qiáng)度不足等問題，使得線鋸絲壽命較短［２４］。??４??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??礎(chǔ)上提出了一種如圖１－６所示的利用環(huán)形毛帶制備電鍍金剛石線鋸絲的方法，其與??上述方法最大不同點為在加厚鍍過程中，使用環(huán)形毛帶與基體直接接觸，且同步??移動［２６］。在電鍍過程中，懸浮在電鍍液中的金剛石磨粒吸附在環(huán)形毛帶上，包覆??在基體周圍隨毛帶一同運(yùn)動，保持基體周圍金剛石磨粒濃度，同時加快電鍍線鋸??絲制作速度。??Ｉ?來?＾－ｎ??１?２?３??１鎳陽極；２帶輪；３環(huán)形毛帶；４電鍍槽；５攪拌器；６基體??圖１－６環(huán)形毛帶法原理圖［２６］??電鍍法制造鋸絲對比樹脂結(jié)合劑金剛石線鋸絲，提升了磨粒的把持力，但對??于ＳｉＣ等超硬晶體仍然存在把持力小、磨粒易脫落的問題［３Ｇ］。同時電鍍金剛石線??鋸絲在制作過程中還存在制作工藝復(fù)雜、環(huán)境友好型差、降低機(jī)體抗強(qiáng)度致使切??割過程中容易斷絲等問題［３１］。??１．３線鋸絲的失效形式分析??鋸絲失效分為鋸絲斷裂和鋸絲磨損。鋸絲的斷裂主要體現(xiàn)在疲勞斷裂和鋸絲??的拉斷，鋸絲磨損主要體現(xiàn)在磨粒磨損、磨粒脫落及結(jié)合層磨損這幾個方面［３２］。??１．３．１線鋸絲磨損分析??線鋸絲加工過程線鋸絲磨損嚴(yán)重，由于ＳｉＣ材料的高硬度，加工過程線鋸絲??磨損現(xiàn)象更為明顯，大大縮短線鋸絲壽命。金剛石顆粒的磨損經(jīng)歷拋光磨損、局??部破碎、整體破碎；脫落主要是較大沖擊下金剛石內(nèi)部缺陷產(chǎn)生主裂紋擴(kuò)展

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]釬焊金剛石線鋸的失效模式研究[J]. 張國青,黃輝,徐西鵬.  硅酸鹽通報. 2015(08)
[2]電鍍金剛石線鋸的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 劉永奇.  超硬材料工程. 2015(01)
[3]基于Arduino的智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J]. 渠淼,牛國鋒,冒張霄,孫丹丹.  微型機(jī)與應(yīng)用. 2014(20)
[4]雙層紫外光固化樹脂金剛石鋸絲研究[J]. 裘騰威,許雪峰,姚春燕,彭偉,顧冬.  機(jī)械設(shè)計與制造工程. 2013(07)
[5]金剛石線鋸切割單晶硅表面缺陷與鋸絲磨損分析[J]. 黃波,高玉飛,葛培琪.  金剛石與磨料磨具工程. 2011(01)
[6]基于放電沉積的金剛石磨粒層制備實驗研究[J]. 余劍武,廖玉山,尚振濤,盛曉敏,萬隆,劉小磐.  湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(11)
[7]不同介質(zhì)中電火花修整金屬基金剛石砂輪的研究[J]. 洪建軍,蔡蘭蓉,胡德金.  電加工與模具. 2008(06)
[8]汽中電火花加工技術(shù)研究[J]. 高清,張勤河,蘇樹朋,張建華.  中國機(jī)械工程. 2008(21)
[9]固結(jié)磨料金剛石線鋸制造方法和切割形式的研究進(jìn)展[J]. 高偉,竇百香,劉偉.  金剛石與磨料磨具工程. 2008(05)
[10]環(huán)形電鍍金剛石線鋸斷裂失效分析[J]. 高偉,竇百香.  工具技術(shù). 2008(09)

博士論文
[1]微細(xì)電火花沉積與去除可逆加工關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 彭子龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]SiC晶片精密研磨工藝及其表面損傷研究[D]. 李偉.廣東工業(yè)大學(xué) 2013
[2]金剛石磨粒層的電火花沉積制備工藝實驗研究[D]. 廖玉山.湖南大學(xué) 2011
[3]超音速火焰噴涂WC-Co涂層性能研究[D]. 李南翔.大連海事大學(xué) 2010
[4]感應(yīng)釬焊制作金剛石線鋸的基礎(chǔ)研究[D]. 王波.南京航空航天大學(xué) 2010
[5]電鍍金剛石線鋸快速制造工藝及設(shè)備的研究[D]. 竇百香.青島科技大學(xué) 2009
[6]樹脂結(jié)合劑金剛石鋸絲的研制[D]. 李紹杰.山東大學(xué) 2008



本文編號：3434313