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先进陶瓷的机械化学抛光

内容导读:机械化学抛光是利用固相反应抛光原理的加工方法之一。软质磨粒与适当的抛光液一起,在工件与磨粒接触点上,由于摩擦而产生高温高压,在极短的接触时间里产生固相反应,并由摩
机械化学抛光是利用固相反应抛光原理的加工方法之一。软质磨粒与适当的抛光液一起,在工件与磨粒接触点上,由于摩擦而产生高温高压,在极短的接触时间里产生固相反应,并由摩擦力除去反应物,实现nm级微小单位的去除抛光。机械化学抛光的基本要素为使用能与工件进行固相反应的软质微细磨粒。
氧化锆陶瓷棒加工
1.  加工特性
用基于机械化学固相反应的各种粒子加工蓝宝石时的结果表明,用软质的SiO2、α-Fe3O4及TiO2粒子的加工速率比用α-Al2O3、FeAl2O4粒子及金刚石微粉的加工速率大。这表明,使用反应性大的粒子,其加工效率比纯机械抛光要高,并且金刚石微粉抛光时易在工件表面上产生损伤。
如果加工以改善表面粗糙度,减少加工变质层为目标,就应该使用超细的微粉,并减小加工压力。加工效率随着抛光盘转速的上升而提高,加工压力在60~180kPa的范围内不会对表面粗糙度产生不良影响。
工件材质确定后,把能和工件反应的物质从化学相图中选出,根据其硬度及其他物理性质来确定粉末。不要选择熔点太高的粉末。选择抛光盘的材质时,应避免粉末与抛光盘表面产生复杂的反应,原则上希望抛光盘与粉末是同一种材质的,只要不破坏反应,加工氛围干式或湿式均可。

2 . 加工面性质
在功能晶体材料机械化学抛光中,要重视在加工变质层中残留的反应生成物。如果使用SiO2微粒(粒径20nm),月锡抛光盘进行蓝宝石的湿式浮动抛光,能得到接近1nm表面粗糙度的加工面。根据电子衍射测量的加工面变质层图像出现的菊池线,表明加工表面的结晶基本无畸变。
由表面的离子显微检偏振镜(IMA)分析和俄歇(二次分光)电子分光分析的结果可知,在蓝宝石表面上几乎不残留SiO2及其反应生成物。
对Mn-Zn铁氧体电磁特性的影响:金刚石微粉抛光存在较深的加工变质层,因此初始磁导率很低。机械化学抛光可以得到与化学腐蚀相同程度的表面性质.由于几乎没有加工变质层,能得到高的电磁特性。

3 . 机械化学抛光应用
上面列举的实例都是以蓝宝石为对象的机械化学抛光。机械化学抛光也能加工其他晶体材料,例如水晶、硅单晶和Mn-Zn铁氧体等材料的机械化学抛光。但是对使用的粉末有如下要求:粉末与工件相比必须是软质的,必须能与工件产生固相反应。因此,对每种加工材料必须选择适宜的粉末和适宜的加工条件。

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