研究目的
研究转速和加工间隙对硅片磁力研磨过程中表面粗糙度百分比变化及材料去除量的影响，并探究材料去除机制。
研究成果
研究表明，在磁流变抛光（MAF）中，加工间隙和转速是主导参数——随着加工间隙减小和转速增大，材料去除率（MR）和表面粗糙度变化百分比（%?Ra）均会升高。SPH/FEM仿真方法具有可靠性，且材料去除机制（微切削或微断裂）取决于抛光条件，进而影响表面质量。
研究不足
该研究仅限于硅片和Al2O3抛光剂。模型简化了抛光过程，由于模拟中未完全捕捉离心效应，在较高转速下模拟与实验结果的差异会增大。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用耦合SPH/FEM算法模拟磁流变抛光（MAF）过程，并通过实验验证。方法包括使用Ansoft Maxwell进行磁通密度分析，以及利用LS-DYNA软件进行接触和材料建模的仿真。
2：样本选择与数据来源：
工件为直径3英寸的圆形硅片。磁性磨料颗粒（MAPs）通过烧结Al2O3磨料、铁粉和玻璃粉的混合物，然后破碎和筛分制备而成。
3：实验设备与材料清单：
设备包括配备永磁体的MAF实验装置、电机、真空泵、用于表面检测的原子力显微镜（AFM）、用于颗粒成像的扫描电子显微镜（SEM），以及Ansoft Maxwell和LS-DYNA等软件。材料包括硅片、Al2O3磨料（1.0微米）、铁粉和玻璃粉。
4：0微米）、铁粉和玻璃粉。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：实验在不同加工间隙（1、1.5、2、2.5毫米）和转速（800、1250、1500、2000转/分钟）下进行。每个测试重复四次。使用AFM测量抛光前后的表面粗糙度和材料去除量。
5：5毫米）和转速（2000转/分钟）下进行。每个测试重复四次。使用AFM测量抛光前后的表面粗糙度和材料去除量。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：数据分析用于计算表面粗糙度变化百分比（%?Ra）和材料去除量（MR）。通过重复实验的平均值进行统计分析，并将仿真结果与实验数据进行比较。
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获取完整内容-
Atomic Force Microscope
Used for measuring surface roughness and inspecting the surface topography of silicon wafers to study material removal mechanisms.
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Scanning Electron Microscope
Used for imaging magnetic abrasive particles to analyze their structure and size.
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Ansoft Maxwell
Ansoft
Software used for calculating magnetic flux density in different machining gaps.
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LS-DYNA
LS-DYNA
Software used for finite element method simulations, including contact algorithms and material modeling in the SPH/FEM coupled method.
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Vacuum Furnace
Used for sintering the mixture of Al2O3, iron powders, and glass powder to create magnetic abrasive particles.
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Permanent Magnet
Nd-Fe-B
Used in the MAF experimental setup to generate the magnetic field for the finishing process.
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