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碳化硅磨料(SiC)的应用及磨削机理

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2021-05-24 11:01 发布者:admin 来源:http://artteacherblog-aspacetocreate.com 阅读量:103

  碳化硅(SiC)广泛应用于陶瓷球轴承、阀门、半导体材料、陀螺仪、测量仪器、航空航天等领域,已成为许多工业领域不可替代的材料。

碳化硅磨料

  碳化硅是一种超晶格,是一种典型的均匀多型体。由于硅和碳双原子层的堆叠顺序不同,有200多个(目前已知的)同质多型家族。因此,碳化硅非常适合作为新一代发光二极管(LED)和大功率电子材料的衬底材料。

  碳化硅硬度仅次于金刚石,可用作砂轮等磨具的磨料。所以主要是用金刚石砂轮磨削、研磨、抛光SiC,其中金刚石砂轮效率高,是加工SiC的重要手段。但碳化硅不仅具有高硬度的特点,而且脆性高,断裂韧性低,在磨削过程中容易造成脆性断裂,在材料表面留下一层破碎层,造成严重的表面和亚表面损伤,影响加工精度。因此,研究碳化硅的磨削机理和亚表面损伤对提高碳化硅的磨削效率和表面质量具有重要意义。

  硬脆材料的磨削机理

  磨削硬脆材料时,碳化硅磨料对其有滚动或微切削作用。当碳化硅磨粒作用在有不平整和裂纹的表面时,随着磨削过程,在磨削载荷的作用下,一些磨粒被压入工件,露出的刀尖用来刮擦刻工件表面进行微切削。另一部分SiC磨粒在工件和磨盘之间滚动产生滚动作用,使工件表面形成微裂纹,裂纹扩展使工件表面形成脆性切屑,从而达到表面清洁的目的。

碳化硅厂家

  由于硬脆材料的抗拉强度小于抗压强度,当磨粒加载时,硬脆材料表面的拉应力会产生微裂纹。当纵横交错的裂缝延伸并相互交叉时,裂缝所包围的部位就会断裂,断裂成小块。这是磨削硬脆材料时切屑形成和表面形成的基本过程。

  碳化硅是一种高硬度脆性材料,需要特殊的磨削液。碳化硅磨削的主要技术难点在于高硬度材料减薄厚度的精确测量和控制。磨削后,晶片表面出现损伤、微裂纹和残余应力。减薄后,碳化硅晶圆会出现比碳化硅晶片更大的翘曲现象。

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