世界上約80%的光伏電池是由硅晶體制造,但硅晶片的高成本制約了光伏電池的廣泛應(yīng)用。光伏行業(yè)通過降低硅片非硅成本,追求平價上網(wǎng),加快光伏清潔能源的推廣應(yīng)用。光伏硅切片加工是重要的機械加工工序,切片加工質(zhì)量和效率對太陽能光伏電池的制造成本有重要影響。電鍍金剛石線鋸已廣泛應(yīng)用于光伏硅切片中,為降低光伏硅片的非硅成本,迫切需要高性能的電鍍金剛石線鋸和相應(yīng)高效高質(zhì)量切片加工技術(shù)。本文針對電鍍金剛石線鋸的形貌和切片加工性能開展研究,以電鍍金剛石線鋸表面上的鍍鎳層和磨粒的出刃率為主要分析對象,通過研究電鍍金剛石線鋸表面上磨粒出刃率、鍍鎳層對切片性能的影響、切片的材料去除率等問題,提出滿足切片加工性能要求的電鍍金剛石線鋸表面磨粒出刃率的確定方法。研究工作對完善電鍍金剛石線鋸的質(zhì)量檢測手段、提高制造質(zhì)量具有重要意義。本文的主要研究工作歸納如下:（1）根據(jù)電鍍金剛石線鋸的實際形貌,考慮磨粒真實形狀及其在金剛石線鋸表面上的分布情況,建立了電鍍金剛石線鋸的三維模型�；陔婂兘饎偸�鋸三維模型,提出了磨粒出刃率檢測標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)和磨粒出刃率的計算方法,并利用電鍍金剛石線鋸三維模型對磨粒出刃率的檢測方法進行了驗證。（2... 

【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線徑發(fā)展趨勢Ｐ５??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???研宄脆塑性轉(zhuǎn)變機理。??＼?ＩＤＣ＝Ｃ＞??＜?２５０?ｒｎｎ?，???、、?Ｊ??＼?、一－乂??｛３＞??）ｈＴａ?卜ｕｎ??ｆｂ）??Ｉ?Ａｂｒａｓｉｖｅ?ａｒａｉｎ．?２?Ｄｕｃ（ｉｋ?ｃｈｉｐ?ｒｅｍｏｖａｌ；?３?Ｍｃｉａｌｌｉｃ?ｐｈａｓｅ：??４?Ｍａｃｈｉｎｅｄ?ｌａｙｅｒ：?５■?ｌｉｒｉｔｔｌｅ?ｃｈｉｐ?ｒｅｍｍ．ａｌ；?６－Ｍｋｒｏｃｒａｄ??圖１－２脆性材料兩種去除方式示意圖ＰＩ??Ｔ．Ｇ．Ｂｉｆａｎ〇［２４］從材料去除能量的角度來看脆塑性轉(zhuǎn)變，該理論的核心思想是脆??性模態(tài)材料去除的能量與加工尺寸的二次冪成正比，而材料因塑性變形而生成的??能量與加工尺度的三次冪成按比例成正相關(guān)關(guān)系，這意味著當(dāng)加工尺寸足夠小時，??材料的主要去除方式是塑性去除。該理論被廣泛用于指導(dǎo)脆性材料的超精密加工，??基于該理論的建模方法又提出了預(yù)測臨界未變形切屑厚度的方法。??為了更好地理解初性模態(tài)切削，許多學(xué)者進行壓痕模型的研宄，該模型為塑性??與脆性之間的過渡提供了判據(jù)。在壓痕試驗中觀察到，如果壓痕的深度足夠小，尖??銳的金剛石壓頭即使在最脆的材料，如玻璃中也會留下不可逆的變形區(qū)［２５］??Ｔ．Ｇ．ＢｉｆａｎｏＰＩ對玻璃進行臨界切削深度的相關(guān)研究，利用金剛石壓頭對其施加??一定的載荷，進行了壓痕實驗。并且建立了靜態(tài)條件下玻璃材料的臨界切削深度公??式。根據(jù)Ｇｒｉｆｆｉｔｈ斷裂裂紋擴展準(zhǔn)則，玻璃材料的臨界壓痕深度４為：??ｆ?Ｋ??Ｊ?＝０．１５?—?（１－１）??式中，＆為斷裂韌性，ＭＰａ?ｍ４；?／／為硬度，ＧＰａ；?￡為彈性模量，ＧＰａ。??根據(jù)眾學(xué)者

、、。藝過程可知，對電鍍金剛石線鋸表面形貌起關(guān)鍵性作用的是上砂步驟�，F(xiàn)在工業(yè)生??產(chǎn)中主要使用懸浮上砂法將金剛石磨粒固結(jié)在基體上。懸浮上砂法是指上砂槽鍍??液中的金剛石磨粒因為攪拌而懸浮，并且當(dāng)電鍍金剛石線鋸基體經(jīng)過上砂槽時，因??電沉積作用而固結(jié)在基體上［５１］。顯然這種上砂方式并不能控制金剛石磨粒固結(jié)在??電鍍金剛石線鋸基體的位置，由于上砂過程決定了電鍍金剛石線鋸的表面形貌，因??此實際中電鍍金剛石線鋸上的金剛石磨粒隨機分布在其表面。如圖２－１所示，為電??鍍金剛石線鋸的形貌電鏡圖，該圖中的電鍍金剛石線鋸基體直徑為７〇ｎｍ，可看出??金剛石磨粒在表面的位置分布較為隨機。??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]線速度對金剛石線鋸及硅片表面質(zhì)量的影響[J]. 郭俊文,蘇宇飛.  工具技術(shù). 2019(11)
[2]中國光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展策略研究[J]. 劉方旭.  科技經(jīng)濟導(dǎo)刊. 2019(30)
[3]金剛線在硅晶體切割領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J]. 趙雷,李歡,胡孝偉.  電子工業(yè)專用設(shè)備. 2019(03)
[4]懸浮上砂金剛石線鋸的鋸切性能試驗分析[J]. 鄭楚夕,馬曉賓,謝乾,畢文波,葛培琪,龔洋,柳廷全.  金剛石與磨料磨具工程. 2019(01)
[5]太陽能硅片切割用金剛線發(fā)展評述[J]. 孟雪,李和勝.  超硬材料工程. 2019(01)
[6]DW技術(shù)全面替換傳統(tǒng)砂漿切割工藝研究和展望[J]. 趙雷,吳學(xué)賓.  電子工業(yè)專用設(shè)備. 2018(03)
[7]金剛石鋸線與電鍍的關(guān)系[J]. 王宗雄.  表面工程與再制造. 2018(02)
[8]線速度對金剛石線鋸及硅片表面質(zhì)量的影響[J]. 李宏達,秦軍存,邢旭,明兆坤.  金剛石與磨料磨具工程. 2017(05)
[9]金剛石線鋸質(zhì)量檢驗[J]. 周波,毛劍波.  金剛石與磨料磨具工程. 2017(02)
[10]電鍍金剛石線鋸研究進展[J]. 代曉南,何偉春,栗正新.  超硬材料工程. 2017(01)

博士論文
[1]基于斷裂強度的樹脂金剛石線鋸鋸切單晶硅切片厚度研究[D]. 劉騰云.山東大學(xué) 2018
[2]電鍍金剛石線鋸切割單晶硅技術(shù)及機理研究[D]. 高玉飛.山東大學(xué) 2009
[3]電鍍金剛石線鋸超聲波切割實驗裝置的研制和加工機理的研究[D]. 張遼遠(yuǎn).長春理工大學(xué) 2007
[4]環(huán)形電鍍金剛石線鋸加工技術(shù)及加工質(zhì)量研究[D]. 孟劍峰.山東大學(xué) 2006

碩士論文
[1]樹脂金剛石切割線對硅晶體切割機理的研究[D]. 董夫?qū)?青島科技大學(xué) 2018
[2]金剛石砂輪三維形貌建模及磨削工程陶瓷的數(shù)值仿真與實驗研究[D]. 趙小雨.湖南科技大學(xué) 2015
[3]KDP晶體固結(jié)磨粒線鋸鋸切應(yīng)力場耦合分析[D]. 焦揚.山東大學(xué) 2014
[4]光伏硅片金剛石線多線切割機切割參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 范維.武漢理工大學(xué) 2013
[5]晶體硅的金剛石線鋸切割性能研究[D]. 蔡二輝.南昌大學(xué) 2011
[6]線鋸切割單晶硅的應(yīng)力場及損傷層研究[D]. 劉加富.山東大學(xué) 2006
[7]高頻感應(yīng)釬焊法制備金剛石磨削工具及其性能評價[D]. 張國青.華僑大學(xué) 2005



本文編號：3375639