Разработка научных основ создания технологии прецизионной обработки твердых хрупких минералов

• Автор: Теплова, Татьяна Борисовна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 674 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава!. Анализ работ в области поверхностной обработки твердых хрупких кристаллических материалов и обоснование методики исследований

1.1.Перспективы применения твердых хрупких материалов

в промышленности

1.2. Новый подход к обработке твердых материалов

1.3. Обзор механизмов и критериев разрушения твердых материалов

1.4. Особенности процесса разрушения поверхностного слоя при механической обработке твердых хрупких кристаллических материалов

1.4.1. Требования к точности и чистоте изделий из твердых хрупких материалов

1.4.2. Обзор методов обработки алмазов и других твердых материалов

1.4.3. Физическая сущность процесса шлифования алмазов
1.4.4. Особенности обработки твердых высокопрочных материалов для микроэлектроники
1.5. Требования к повышению качества обработанной поверхности и производительности процесса поверхностной обработки
1.6. Перспективные способы поверхностной обработки и физические модели для совершенствования процесса поверхностной обработки твердых материалов
1.6.1. Шлифование твердых хрупких материалов в режиме квазипластичности
1.6.2. Прецизионные процессы разрушения с точки зрения физической мезомеханики
1.6.3. Особенности пластической деформации в поверхностных слоях деформируемого твердого тела

1.6.4.Модель пластичного деформирования в мезообъемах твердоструктурных хрупких минералов в процессе их размернорегулируемого микрорезания
Выводы. Формулировка цели и задачи исследования
Глава 2. Модель процесса поверхностной обработки твердых хрупких кристаллических материалов в периодически воздействующем термомеханическом поле с получением поверхности нанометрового рельефа78
2.1. Классификация состояния поверхностного слоя минерала при его механической обработке по величине удельной энергии воздействия
2.2. Феноменологическое описание процессов поверхностной обработки твердых кристаллических материалов в режиме квазипластичности
2.3. Математическая модель механического воздействия инструмента на обрабатываемую поверхность твердого хрупкого минерала при
квазипластичной поверхностной обработке
2:4. Модельное представление квазипластичного динамического воздействия инструмента на обрабатываемый твердый кристаллический минерала
2.5. Моделирование тепловых процессов- в- системе «инструмент-обрабатываемый* материал» при поверхностной' обработке в режиме
квазипластичности1
2.6. Автоколебания системы «инструмент-обрабатываемый материал» при
поверхностной обработке твердых хрупких минералов в режиме
квазипластичности
2.7. Тестовые методы идентификации динамических параметров
упругой обрабатывающей системы
2.8. Влияние технологических факторов на формирование нанометрового рельефа поверхности твердых хрупких кристаллических материалов при
квазипластичной обработке
Выводы

Глава 3 .. Экспериментальные исследования процесса удаления: поверхностного слоя твердых хрупких кристаллических минералов: в режиме квазипластичности
3.1. Методика проведения экспериментальных исследований
3.1.1. Цели и задачи эксперимента
3.1.2. Объект исследования .,
3.2. Ходи результаты экспериментальных исследований
3 .2.1. Исследование коэффициента теплового расширения
3.2.2. Исследование импеданса образца от температуры .154"
3.2.3. Определение коэффициента упругости обрабатывающей системы;
3.2.4. Анализ.амплитудно-частотных характеристик в процессе обработки 171 З-З- Обсуждение и оценка результатов экспериментальных исследований;. 173 Выводы
Глава 4. Исследование механических и физико-технических, процессов квазипластичной обработки и определение параметров оборудования обеспечивающих.повышение качества игпроизводителыюсть процесса201;
4.1. Анализ факторов, влияющих на качество и производительность процесса поверхностной обработки в режиме квазипластичности
4.2. Выбор и оценка критериев, обеспечивающих получение поверхности нанометрового рельефа при удалении поверхностного слоя твердых хрупких минералов и материалов в режиме квазипластичности
4.3. Назначение начальных режимов обработки и критериальные зависимости изменения параметров в» процесса обработки
4.4. Методика выбора рациональных режимов поверхностной: квазипластичной для различных материалов
4:5. Результаты апробации методики выбора рациональных режимов поверхностной обработки твердых хрупких минералов
ЗіГ ' '
связаны с поисками путей повышения рентабельности и снижения затрат на изготовления одного карата высококачественной готовой продукции при серийном производстве бриллиантов [7].
Таблица
Параметры полированных пластин лейкосапфира
№ п/п Параметр Диаметр, мм
50,8 76
1. Отклонения диаметра, мкм ±0,1 ±0,1 ±0,1 ±0
2. Ориентация 1120 1120 1120 1120
3. Отклонения ориентации, град >=0,5 >=0,5 >=0,5 >=0
4. Толщина, мкм 330
5. Отклонения толщины от центральной точки, мкм 25
6. Неоднородность толщины по площади, мм 20
7. Прогиб, мкм 20
8. Неплоскостность, мкм 5
9. Длина базового среза, мм 15,9 22 32,5 57
10. Отклонения длины базового среза, мм ±1,3 ±1,4 ±1,6 ±2
11. Шероховатость поверхности,Яа, нм 0,2 0,2 0,2 0
12. Пузырьки, включения более 10 мкм Не допускаются
13. Содержание основного материала, % 99,999
Упаковка в идивидуальную тару или тару на 25 шт. в чистом помещении класса 100, 1000.