科帆矿山超细磨机：国外超精密工艺领域发展状况连载(5)

    传统加工理论认为材料去除是建立在塑性变形或脆性断裂的基础上 的， 弹 性 域 能 否 进 行 超 精 密 加工。 日 本 茨 城 大 学 的 周 立 波、 江 田弘 等 用 1 ～ 3μm CeO2 的 酚 醛 树 脂砂轮对单晶硅进行化学机械磨削(Chemical mechanical grinding， CMG)，与 CMP 加工的单晶硅片相比，（超细磨）表 面 粗 糙 度 和 平 面 度 相 近(CMP ： Ra0.76nm, P-V5.22nm ;R a0.79nm, P-V5.42nm)，但无加工变质层(CMP 后有 3nm 的损伤层)。CMG 的原理是，在干式加工状态下 CeO2 与 Si 发生固相反应，CeO2 的硬度介于 Si 和反应生 成 物 之 间，CeO2 磨 粒 可 去 除 反 应生 成 物 而 不 会 对 工 件 形 成 损 伤。 目前， 应 用 软 磨 料 磨 削 技 术 薄 化 加 工 50μm 以下厚度硅片的研究正在进行中。

　　因 此， 可 以 说 CMG 是 在 化 学 作用的基础上在弹性域内实现了超精密加工，（超细磨机）从这个角度看，基于软质磨料固相反应原理的超精密加工均可划入弹性域加工范畴。澳大利亚学者 Zhang 等对单晶硅片的力学特征进行了深入研究，在此基础上提出了一种无化学作用的无亚表面损伤加工方法。他们认为 β-tin 相的产生与否是亚表面损伤是否产生的标志，如果磨粒对工件的载荷小于 β-tin 相产生的临界值，则不会有亚表面损伤产生。确定量微磨技术是采用高刚度、高精度、高稳定性机床，通过精确控制砂轮的切削深度、磨削速度、进给量，以及砂轮和工件之间的相对振动等参数，减小磨削加工过程的不确定性，减小工件表面的亚表面损伤，达到 高 精 度、 高 表 面 质 量 的 高 效 率 加工。 其 表 面 粗 糙 度 可 达 到 均 方 根 值 RMS3nm，优于研磨加工的质量，（离心式超细磨粉机）加工效率为传统研磨效率的数倍。

　　近年来，日本的一些学者根据电泳沉积(Electro phoretic deposition)原理，对利用超细磨粒的电泳特性制作砂轮的可行性进行了大量研究，认为这种方法能有效地解决传统砂轮制造所产生的微细磨料易团聚、均匀性差、无气孔、易整块脱落等缺点。日本的池野顺一等人利用这种方法制作的二氧化硅磨料砂轮对单晶硅片、蓝宝石基片的磨削实验得到了 Ra0.6nm 的超光滑表面。（超细磨粉机）日本一些公司已经能够生产 #8000、#12000 或更细粒度的陶瓷结合剂金刚石砂轮(通常是做成丸片在安装在基体上形成磨具)，并在硅片、蓝宝石基片超精密磨削领域得到了推广应用，所加工硅片的表面粗糙度 Ry 小于 20nm。

　　河南科帆矿山设备有限公司专业生产超细磨，超细磨机，离心式超细磨粉机，超细磨粉机，第三代制砂机，制砂机生产线，冲击式制砂机，脱硫压球机，脱硫烘干机，脱硫石膏专用压球机，选矿设备，磨矿设备，浮选设备，破碎设备，球磨机，节能球磨机，水泥球磨机等系列重型矿山机械设备!超细磨产品系列网站：http://www.chaoximo.org.cn，欢迎访问!

　　本文转摘于《机械工程导报》。

 

上一篇：　　科帆矿山超细磨：国外超精密工艺领域发展状况连载(2)

下一篇：超细磨机风选过程、性能结构及工作原理简介