液動壓懸浮拋光表面的應(yīng)力松弛效應(yīng)研究.pdf

1、納米薄膜獨特的力、光、電磁效應(yīng)，使其在微電子、光學(xué)、生物等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。原子級超光滑襯底表面是制備納米薄膜的基石，襯底表面的狀態(tài)決定了納米薄膜質(zhì)量，其中襯底表面的殘余應(yīng)力對納米薄膜的生長具有重大影響。因此，降低襯底表面的殘余應(yīng)力對納米薄膜的制備具有重要意義。
　　制備超光滑、殘余應(yīng)力小的襯底表面是液動壓懸浮拋光的關(guān)鍵技術(shù)，本文對新型液動壓懸浮拋光方法進行了研究，分析液動壓懸浮拋光對工件表面的應(yīng)力松弛效應(yīng)。本文的主要研究內(nèi)容有:

2、r>　　(1)建立液動壓懸浮拋光流場的三維模型，基于流體動力學(xué)的理論，在FLUENT中進行固液兩相流的數(shù)值模擬，分析在不同拋光轉(zhuǎn)速和拋光液濃度下的固相磨粒與工件表面撞擊的速度和角度，并進行PIV速度觀測驗證，得出在液動壓懸浮拋光中磨粒是以接近水平的方式撞擊工件表面的。
　　(2)建立液動壓懸浮拋光中磨粒與銅質(zhì)工件表面撞擊的有限元模型，以上述的撞擊速度和角度作為參數(shù)，在ABAQUS中進行單顆粒與多顆磨粒撞擊工件表面的數(shù)值模擬，分析磨

3、粒撞擊工件表面后的最終應(yīng)力狀態(tài)，以及隨著磨粒撞擊次數(shù)的增加工件表面的殘余應(yīng)力松弛過程，得出在一定范圍內(nèi)隨著撞擊速度的增加液動壓懸浮拋光表面的應(yīng)力松弛效果越好。
　　(3)銅質(zhì)工件在進行液動壓懸浮拋光前需要經(jīng)過傳統(tǒng)機械研磨初加工，分別選取經(jīng)過機械研磨和經(jīng)過機械研磨再液動壓懸浮拋光的工件試樣，分別進行工件表面的XRD測試，得出液動壓懸浮拋光對工件表面的殘余應(yīng)力松弛起到了良好的效果，驗證了ABAQUS數(shù)值模擬得到的工件表面應(yīng)力松弛效應(yīng)的