半導體硅電火花多通道放電及成形加工條件研究.pdf

1、半導體硅屬于典型的硬脆性材料,具有特殊的電學特性和物理特性,這些特質(zhì)使得它在尖端科技領(lǐng)域的應用越來越廣泛。利用傳統(tǒng)的機械加工方式加工半導體硅時,主要通過機械力來去除材料,會在加工表面造成崩碎和裂紋。電火花加工是通過放電過程中的電腐蝕現(xiàn)象來蝕除材料的,對加工材料的硬度、脆性等沒有限制,非常適合用于加工半導體硅材料。不少國內(nèi)外學者對傳統(tǒng)金屬材料電火花加工時的放電通道做了大量的研究,目的在于希望從機理方面進行研究,以獲得更高加工效率和加工表面

2、質(zhì)量的理論依據(jù),而對于半導體材料放電通道的研究還未見報道。同時隨著科技需求的發(fā)展,各種形狀的半導體材料零件在無損檢測、太空譜線檢測等方面的要求日益迫切,而在半導體硅零件制造方面,電火花成形加工作為一種必要的手段目前還未見報道。本課題首先以電火花線切割加工的方式對硅材料放電加工過程中的放電通道個數(shù)進行研究,認為半導體硅由于所具有的特殊電特性導致電火花加工時存在多通道放電現(xiàn)象,而其多通道的放電特征對于不同加工面積的電火花加工的加工效率是有影

3、響的,為提高半導體硅電火花加工效率奠定理論基礎(chǔ);其次本課題研制半導體硅材料專用電火花成形加工系統(tǒng),分析保障半導體硅電火花成形持續(xù)穩(wěn)定加工的條件,進行典型零件的成形加工,獲得良好的加工效果。
　　本文的具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)針對半導體硅特殊的電特性,采用電火花線切割方式,研究其電火花加工放電通道個數(shù),建立半導體硅電火花線切割加工的等效電路模型,分析其對電火花線切割加工效率的影響規(guī)律。
　　(2)研制半導體硅材料電

4、火花成形加工專用試驗平臺,以電流脈沖概率為伺服進給依據(jù)開發(fā)專用伺服控制系統(tǒng)。
　　(3)針對半導體硅電火花成形加工時極易出現(xiàn)阻礙加工進行的黑點物質(zhì)的情況,對該黑點進行分析表明,其為不具有導電性的銅氧化物。為避免該不導電金屬氧化物質(zhì)的產(chǎn)生,首先通過選用石墨電極改變電極材料,并選用不含有氧元素的工作介質(zhì),杜絕非導電金屬氧化物形成的條件;其次通過增加電極的附加振動或增加電極的旋轉(zhuǎn)增加極間的洗滌、冷卻能力,改善極間排屑條件。實驗表明采用上