Повышение эффективности механической и физико-технической обработки деталей типа оболочек вращения из конструкционной керамики

• Автор: Шкарупа, Михаил Игоревич
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 236 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ И ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Обзор технологии обработки и теории разрушения
хрупких неметаллических материалов
1.2. Обзор исследований по механической обработке деталей
из конструкционной керамики
1.3. Зависимость параметров качества поверхности от инструмента
1.4. Дефекты при обработке конструкционной керамики
и их устранение
1.5. Особенности обрабатываемости деталей из хрупкой конструкционной керамики на основе кварца
1.6. Оборудование для механической обработки технической
керамики
1.7. Обзор исследований по магнетронному напылению оксидных покрытий на обработанную поверхность керамики и стекла после механической обработки
1.8. Анализ способов повышения эффективности шлифования керамических заготовок
1.9. Выводы. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ШЛИФОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КВАРЦЕВОЙ КЕРАМИКИ
2.1. Моделирование процесса механической обработки деталей из конструкционной керамики
2.2. Проведение однофакторных экспериментов по определению влияния режимов резания на шероховатость поверхности керамических образцов

2.3. Разработка математических моделей для плоского шлифования керамических образцов из кварцевой керамики
2.4. Проведение серии опытов на заточном станке при шлифовании образцов торцом круга
2.5. Построение математической модели для шлифования цилиндрических деталей из кварцевой конструкционной керамики
2.6. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КЕРАМИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ОБОЛОЧЕК ВРАЩЕНИЯ ДВОЙНОЙ КРИВИЗНЫ
3.1. Исследование сил резания и напряжений, возникающих при механической обработке шлифованием керамических оболочек вращения двойной кривизны
3.2. Построение математических моделей качества поверхности оболочки вращения двойной кривизны для наружной и внутренней обработки
3.3. Исследование производительности механической обработки оболочек вращения
3.4. Исследование дефектности поверхности оболочки вращения
после её механической обработки
3.5. Исследование стойкости абразивного инструмента при механической обработке оболочек вращения
3.6. Исследование эффективной мощности шлифования оболочек вращения
3.7. Построение специальной программы расчёта режимов резания
3.8. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ КОНСТРУКЦИОННОЙ КВАРЦЕВОЙ КЕРАМИКИ ПОСЛЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПУТЁМ МАГНЕТРОННОГО НАПЫЛЕНИЯ НАНОПОКРЫТИЙ

4.1. Формирование микротрещин при механической обработке деталей
из конструкционной керамики
4.2. Построение математической модели адгезии и толщины оксидных покрытий при напылении на поверхность обработанной керамики
в дуальном магнетроне
4.3. Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

• в оптике для нанесения фильтрующих, проводящих, отражающих и поглощающих покрытий;
в машиностроении для нанесения специальных покрытий, улучшающих физико-технические свойства деталей;
До середины 70-х годов прошлого века тонкие плёнки наносились на подложки в вакуумной среде, в основном, методом термического испарения исходного материала или химическими методами осаждения. В начале семидесятых годов прошлого столетия было изобретено планарное магнетронное распыление. Спустя несколько лет, после разработки и создания промышленных магнетронных распылительных систем (MPC), произошли большие изменения в технологии напыления тонких пленок. Магнетротронные системы позволяют напылять практически все виды материалов, включая металлы и сплавы, их оксиды и простые и сложные диэлектрики, полупроводники и керамику. Напыляемые материалы могут сочетаться в различных комбинациях и в виде многослойных покрытий, причем толщина может составлять от десятков нанометров до десятков микрометров.
В сравнении с другими методами напыления тонких пленок, такими как термическое осаждение, химическое газофазное осаждение (CVD) или струйный пиролиз, магнетронное распыление имеет ряд существенных преимуществ:
• низкие температуры подложки (вплоть до комнатной температуры);
• хорошая адгезия пленки к подложке;
• высокие скорости осаждения (до 12 мкм/мин);
• однородность по толщине и высокая плотность покрытий;
• управляемость и долговременная устойчивость процесса;
• возможность распыления сплавов и материалов сложного состава с различным давлением насыщенных паров;
• возможность нанесения покрытия сложного состава из металлических мишеней реактивным распылением;