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采用磁力研磨工艺对硅片进行抛光的数值-实验研究
摘要： 硅片作为一种脆性材料，在半导体领域应用广泛。该材料的表面质量会显著影响相关元器件的品质与加工效率。本研究采用SPH/FEM耦合算法模拟磁流变抛光工艺对硅片的表面抛光过程，通过仿真与实验综合分析了转速和加工间隙对表面粗糙度变化率（%?Ra）及材料去除量（MR）的影响，并利用原子力显微镜探究了硅片表面的材料去除机制。观测发现微断裂与微切削两种机制可能同时发生，且高度依赖于抛光参数。仿真与实验数据表明：随着转速提升和加工间隙减小，MR值与%?Ra值均会增大。实验测得最大%?Ra为65%，最大MR值为39.09毫克。
关键词： 材料去除、表面粗糙度、磁性磨料光整加工、Al2O3（氧化铝）、有限元法/光滑粒子流体动力学法、硅片、纳米光整加工
更新于2025-09-23 23:14:29
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激光功率10.0瓦与20.0瓦作用下氧化铝陶瓷材料去除过程中的热应力及温度分布分析
摘要： 该研究探讨了10.0瓦和20.0瓦激光功率作用下氧化铝陶瓷的热应力及温度分布情况。论文还分析了热应力与温度分布对材料去除过程的影响。当采用激光进行微沟槽加工时，温度分布起着关键作用——激光释放的大量热量会影响材料并形成热影响区，导致材料熔融汽化。同时，热效应产生的热应力也有助于实现优质材料去除。通过控制激光沟槽机的工艺参数，可获得特定尺寸要求的精确沟槽，这也决定了材料去除量。 鉴于激光加工在生物医学工程、航空航天、汽车等行业的高需求应用现状，研究激光作用区域（因激光束释放热能产生）的温度分布及材料体内导致材料去除的相应热应力尤为重要，这对实现高精度沟槽加工具有关键意义。本研究采用ANSYS有限元分析法，模拟了不同激光功率下的温度分布与等效应力。文中展示了10.0W和20.0W工况的温度分布有限元图谱及材料去除量数据，100W和200W工况的等效应力有限元图谱及图表，并对比分析了10.0W与20.0W激光功率的影响差异。
关键词： 温度分布、ANSYS、激光功率、材料去除、热应力
更新于2025-09-12 10:27:22