钛酸锶陶瓷集群磁流变研磨特性研究

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钛酸锶陶瓷以其介电常数高、介电损耗小、耐电压强度高、热稳定性好等优点,作为一种优良的电子陶瓷材料,得到了广泛的应用和发展。采用流延无压烧结工艺制得的钛酸锶陶瓷基片,表面凹凸不平并有变形,严重影响钛酸锶性能的发挥,钛酸锶陶瓷属于软脆材料,莫氏硬度6.5,本文采用集群磁流变研磨方法,通过优化研磨工艺在得到无划痕完整表面的基础上,探索基于集群磁流变效应的钛酸锶陶瓷高效高精研磨加工。主要研究工作包括以下三个方面:1、钛酸锶陶瓷基片集群磁流变研磨表面质量分析,研究造成表面划痕,破坏表面完整性的各种影响因素(研磨盘面材质、磨料硬度、磨料粒径分布、研磨压力、磨料团聚等),探索无划痕表面研磨工艺,磨料种类是影响钛酸锶陶瓷基片研磨加工表面完整性的主要因素。采用现代表面分析仪器(KEYENCE VHX-600超景深数码显微镜、OLYMPUS4000激光共聚焦显微镜和Mahr Surf XR20&Mahr Surf XT20)从不同角度观测分析了钛酸锶陶瓷基片表面质量,研究材料去除机理。2、钛酸锶陶瓷基片集群磁流变研磨加工实验表明,采用铸铁研磨盘和新配置的Si02研磨液,研磨加工后从原始表面粗糙度Ra约1.785μm下降到Ra0.628μm并且表面完整,具有较好的加工效果,钛酸锶材料与Si02磨料之间存在的化学机械研磨过程促进了研磨加工表面性能改善;研磨压力也是影响研磨加工表面粗糙度和大尺寸划痕的主要因素之一,研磨压力取较小值(1.875kPa)为宜。3、在解决钛酸锶陶瓷基片研磨加工表面划痕得到完整表面基础上,探索基于集群磁流变效应的钛酸锶陶瓷高效高精研磨工艺,从材料去除率和表面粗糙度两方面考察工作液参数(铁粉浓度、磨料浓度等)及各种工艺参数(如磁场强度、研磨速度、研磨压力和研磨液流量等)对加工的影响,优化研磨工艺。
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