難導(dǎo)電硬脆材料電化學(xué)放電加工機(jī)理研究.pdf

1、伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，半導(dǎo)體、光學(xué)玻璃和工程陶瓷等難導(dǎo)電硬脆材料在電子、光學(xué)以及航空航天等現(xiàn)代高技術(shù)行業(yè)領(lǐng)域有著越來越重要的作用。由于難導(dǎo)電硬脆材料脆性高、斷裂韌性低，使得其機(jī)械加工方法存在很多問題。電火花加工主要依靠電能、熱能達(dá)到去除材料的目的，但難導(dǎo)電硬脆材料的導(dǎo)電性很差甚至不導(dǎo)電，不能直接作為電極對(duì)而采用電火花加工，而通過電解作用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)難導(dǎo)電硬脆材料的火花放電加工。本文針對(duì)傳統(tǒng)電解電火花加工存在的能量損耗大、加工效率低、磨

2、輪成本高等問題，提出了一種使用開槽金屬輪作為一極，另一極為緊貼工件表面的進(jìn)電金屬片的噴霧電化學(xué)放電加工難導(dǎo)電硬脆材料的新方法，主要的研究內(nèi)容如下：
　?。?）分析了電化學(xué)放電加工的物理過程，并建立了傳熱物理模型，然后通過對(duì)能量分配關(guān)系以及熱源分布的分析，提出了電解液的霧化、開槽金屬輪的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、進(jìn)電金屬片的尺寸與位置優(yōu)化、開槽金屬輪的轉(zhuǎn)速優(yōu)化等措施。
　　（2）采用噴霧電化學(xué)放電加工方法對(duì)單晶硅、光學(xué)玻璃和氧化鋁陶瓷三種

3、難導(dǎo)電硬脆材料進(jìn)行了試驗(yàn)研究，通過分析加工放電波形和表面微觀形貌，研究了其加工機(jī)理。
　　（3）利用電阻、二極管和開關(guān)等建立了電化學(xué)放電加工的等效電路模型，然后通過對(duì)平均電流特性的分析，驗(yàn)證了其正確性。
　?。?）分析了單晶硅和氧化鋁陶瓷的平均電流伏安曲線以及開槽金屬輪轉(zhuǎn)速與平均電流關(guān)系曲線，確定了合適的加工范圍：電壓應(yīng)選擇在穩(wěn)定火花放電階段，加工半導(dǎo)體材料時(shí)的電壓應(yīng)大于200V，加工絕緣體材料時(shí)的電壓應(yīng)大于220V；開槽金