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文檔簡介
1、鈮酸鋰(LiNbO3,LN)晶體是一種優(yōu)異的壓電材料,因其優(yōu)異的鐵電、介電、熱電、電光等性能,被視為“光學(xué)硅”,在光導(dǎo)、聲表面波等器件中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。但由于它的“軟脆”特性,在機(jī)械加工時(shí)易于損傷,甚至斷裂。伴隨著相應(yīng)產(chǎn)品的微型化和集成化,對晶片厚度與表面質(zhì)量要求越來越高。所以針對鈮酸鋰晶體材料特性及應(yīng)用要求,急需開發(fā)與之相適應(yīng)的高效加工技術(shù)是具有非常重要的理論與工程意義。
本文針對鈮酸鋰晶片進(jìn)行了磨削減薄實(shí)驗(yàn)研究,通過優(yōu)化加工
2、工藝參數(shù),獲得了厚度為100μm的晶片。對鈮酸鋰磨削后的表面形貌和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征分析,對鈮酸鋰的斷裂現(xiàn)象進(jìn)行了初步理論分析。最后通過仿真軟件對鈮酸鋰晶片磨削加工進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。主要研究工作包括:
?。?)分析了壓電材料的材料去除原理和鈮酸鋰晶片的壓電效應(yīng)和熱電效應(yīng)原理,并對壓電材料斷裂實(shí)驗(yàn)和理論進(jìn)行了總結(jié)。
(2)通過橫向減薄磨削設(shè)備對鈮酸鋰晶片進(jìn)行了磨削實(shí)驗(yàn),并對鈮酸鋰晶片磨削減薄過程中發(fā)生的斷裂現(xiàn)象進(jìn)行了研
3、究,得到了裂紋的產(chǎn)生與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
(3)通過有限元模擬仿真鈮酸鋰晶片磨削,得到了晶片的變形云圖、應(yīng)力云圖及表面的電位圖。結(jié)果發(fā)現(xiàn)鈮酸鋰晶片在磨削至80μm的時(shí)候有對稱的4個(gè)區(qū)域應(yīng)力較大,這些區(qū)域是容易發(fā)生斷裂的區(qū)域,并從壓痕斷裂力學(xué)的角度對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的斷裂現(xiàn)象進(jìn)行了理論分析。
?。?)通過耦合仿真模擬晶片磨削時(shí)施加外加電載荷時(shí)的應(yīng)力場,發(fā)現(xiàn)加載電載荷后可以減弱鈮酸鋰晶片的應(yīng)力集中程度,說明外加電載荷有益于降低斷裂
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