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单晶蓝宝石的摩擦化学机械抛光
  • ISSN号:1006-2467
  • 期刊名称:《上海交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O786[理学—晶体学]
  • 作者机构:浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,杭州310032
  • 相关基金:国家科技支撑计划(2011BAK15B07); 国家自然科学基金项目(50705088); 教育部科学技术研究重点项目(210088); 浙江省科技厅公益性技术应用研究计划项目(2013C31024)资助
中文摘要:

为揭示抛光过程中SiO_2磨粒与蓝宝石的摩擦化学反应机理,结合摩擦化学理论和纳米压痕试验方法,采用有限元法模拟纳米压头压入与卸载后蓝宝石表面的应力分布情况.数值模拟结果表明:当SiO_2磨粒与蓝宝石的接触应力为5-15GPa时,发生固相反应所需活化能约为14.46kJ/mol,反应速率常数约为0.07-0.23μm/min;在摩擦化学反应过程中,SiO_2磨粒与蓝宝石的接触半径为15-21nm,其变形量为6.88-10.22nm.低载荷纳米压痕试验结果表明:忽略压头与SiO_2磨粒的硬度、几何形状等影响因素,单颗SiO_2磨粒上的作用力小于0.7 mN,其微观表面粗糙度R_t=38.19nm及R_a=3.62nm.

英文摘要:

In order to reveal the mechanism of tribochemical polishing process between sapphire wafer and silica colloid particles,contact conditions were discussed by using the tribochemistry theory and nanoindentation method.Stress distribution of sapphire wafer under unload condition was simulated by using the finite element method.When the contact stress along the sub-surface of sapphire wafer is about 5to 15 GPa,the activation energy during tribochemical reaction is approximately 14.46kJ/mol,and 0.07 to 0.23μm/min for the reaction rate.When the contact radius between silica colloid and sapphire wafer is around15 to 21nm during the tribochemistry reaction process,the deformation value is about 6.88 to 10.22 nm.The experimental results for low-loading nanoindentation and polishing process show that when the contact force is less than 0.7mN,without considering the hardness and form errors between diamond indent tip and abrasive grit,the polished sapphire wafer can achieve a smooth surface with R_t38.19 nm and R_a3.62 nm.

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期刊信息
  • 《上海交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
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  • 主办单位:上海交通大学
  • 主编:郑杭
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  • 国际标准刊号:ISSN:1006-2467
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1466/U
  • 邮发代号:4-256
  • 获奖情况:
  • 1996年全国优秀科技期刊奖,1992年、1996年、1999年国家教育部系统优秀科技期刊奖,2002年“百种重点期刊奖”,2003年百种中国杰出学术期刊,2004年教育部全国高校优秀科技期刊一等奖,2004年“百种重点期刊奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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