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先进陶瓷的水合抛光

内容导读:1. 抛光机理 水合抛光是一种利用在工件界面上产生水合反应现象,用抛光盘的摩擦力去除工件表面上形成的水合层进行加工的高效、超精密抛光方法。其主要特点是不使用磨粒和加工液
1.  抛光机理
水合抛光是一种利用在工件界面上产生水合反应现象,用抛光盘的摩擦力去除工件表面上形成的水合层进行加工的高效、超精密抛光方法。其主要特点是不使用磨粒和加工液.加工装置与普通抛光机相同。所不同的是在水蒸气环境中进行加工。选用的抛光盘材料必须不与工件产生固相反应。水合抛光的去除量只有几纳米~十几纳米,所以可获得无划痕、平滑、晶格无畸变的洁净表面。
陶瓷上刀
在抛光过程中,工件与抛光盘产生相对摩擦,在局部真实接触点产生高温高压,使工件表面上的原子或分子呈活性化,同时利用过热水蒸气分子和水作用其表面,使之在界面上形成水合层,利用抛光盘的摩擦力去除工件表面的水合层.从而实现镜面加工。

2 . 加工特性
蓝宝石水合抛光时,接触点的压力越高越能促进反应。接触擦过速率(滑动速率)对于产生高温是有效的,但真实接触点的接触时间随着高速化而减少,反应时间减少有时反而带来副作用。Si3N4互磨的水中抛光例子表明,每单位加工距离隙去的体积与互磨速率没有关系,基本上是一恒值。界面反应生成物与反应时间成比例,反应时间是一真实接触点的接触时间的累积,若加工距离一定,加工速率越高,加工时间越短,则加工量就越少。

3 . 加工面性质
蓝宝石在水中互磨抛光试验表明,水合反应抛光的前加工对表面粗糙度没有很高的要求,只要用400号金刚石砂轮磨削就足够了,抛光后所达到的表面粗糙度:单晶材料lOnm左右,多晶材料为30nm左右。
为研究蓝宝石材料的抛光盘面的结晶性。蓝宝石的破碎断面与蓝宝石抛光盘面比较,从电子衍射图可知,两者都具有优秀的单结晶性,并且没有加工变质层。用光电子分光分析(ECSA)也没有发现品格畸变。
水合抛光法是以除去界面反应生成物的形式进行加工的,因此,也有加工面反应生成物的残留问题。用离子显微检偏振镜分析(IMA)的结果表明,加工表面只有残留的氢氧化物。
 

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