難導(dǎo)電硬脆材料電化學(xué)放電加工機理研究.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而采用電火花加工，而通過電解作用可以實現(xiàn)對難導(dǎo)電硬脆材料的火花放電加工。本文針對傳統(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、進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。
　?。?）采用噴霧電化學(xué)放電加工方法對單晶硅、光學(xué)玻璃和氧化鋁陶瓷三種

3、難導(dǎo)電硬脆材料進行了試驗研究，通過分析加工放電波形和表面微觀形貌，研究了其加工機理。
　?。?）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，然后通過對平均電流特性的分析，驗證了其正確性。
　?。?）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)體材料時的電壓應(yīng)大于200V，加工絕緣體材料時的電壓應(yīng)大于220V；開槽金