基于單-多劃痕作用的微晶玻璃磨削機(jī)理研究.pdf

1、微晶玻璃由于具有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)和化學(xué)等性質(zhì)而在國防、建筑、能源、醫(yī)療及生活等領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。微晶玻璃既具有非晶體玻璃的性質(zhì),又具有晶體陶瓷的性質(zhì),屬于硬脆性材料,因此磨削是微晶玻璃器件的主要加工方法,但是磨削加工容易引入材料的表面與亞表面損傷,不容易得到高加工質(zhì)量的工件,從而限制了微晶玻璃在各領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用。
　　本課題旨在研究微晶玻璃的磨削加工機(jī)理,通過自制單磨粒與多磨粒刀具進(jìn)行一系列單劃痕與多劃痕實(shí)驗(yàn),研究了微晶玻

2、璃的材料去除機(jī)理與裂紋擴(kuò)展規(guī)律。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　1.根據(jù)超精密磨削加工特點(diǎn)設(shè)計開發(fā)了單磨粒與多磨粒刀具,并利用聚焦離子束FIB實(shí)現(xiàn)了刀具加工,搭建了超精密刻劃實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
　　2.在具有納米加工精度的機(jī)床上利用單磨粒刀具進(jìn)行不同切深的單劃痕實(shí)驗(yàn),利用白光干涉儀、超景深顯微鏡、掃描電鏡等對劃痕表面和亞表面進(jìn)行觀察,并分析了不同切深下的材料表面形貌、材料去除率、材料表面和亞表面的裂紋擴(kuò)展規(guī)律以及材料表面的徑向裂紋的分布

3、規(guī)律。
　　3.利用單磨粒刀具進(jìn)行了不同切深和不同間距的雙劃痕實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,劃痕之間的相互作用程度與劃痕切深和間距密切相關(guān),雙劃痕的材料去除率與劃痕間距呈拋物線關(guān)系,劃痕間裂紋的相互作用極大地提高了材料的去除率。通過對比單磨粒雙劃痕與三磨粒三劃痕材料的裂紋擴(kuò)展規(guī)律可知,當(dāng)劃痕間距較小時,材料的去除是劃痕間徑向裂紋或者橫向裂紋相互作用的結(jié)果,當(dāng)間距較大時,材料的去除僅僅是徑向裂紋相互作用的結(jié)果。
　　本文通過單/多劃痕實(shí)