| 摘要 | 第3-5页 |
| abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第11-23页 |
| 1.1 研究背景、目的及意义 | 第11-13页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第11-13页 |
| 1.1.2 目的和意义 | 第13页 |
| 1.2 脆性材料切割技术的研究现状 | 第13-20页 |
| 1.2.1 金刚石圆盘锯切割 | 第13-16页 |
| 1.2.2 带锯切割 | 第16页 |
| 1.2.3 线锯切割 | 第16-20页 |
| 1.3 超声辅助脆性材料加工的研究现状 | 第20-21页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第21-23页 |
| 2 实验系统组成及加工参数范围确定 | 第23-39页 |
| 2.1 脆性材料切割的实验系统组成 | 第23页 |
| 2.2 脆性材料切割原理 | 第23-24页 |
| 2.3 主要实验仪器 | 第24-27页 |
| 2.3.1 切割机床 | 第24页 |
| 2.3.2 超声波发生器 | 第24-25页 |
| 2.3.3 锯切力测量系统 | 第25-27页 |
| 2.4 材料性能及实验方法 | 第27-29页 |
| 2.5 金刚石线锯性能试验 | 第29-36页 |
| 2.5.1 超声辅助线锯切割模型 | 第29页 |
| 2.5.2 线锯失效形式 | 第29-34页 |
| 2.5.3 磨粒破坏形式对切割性能的影响 | 第34页 |
| 2.5.4 切割方式对线锯磨损的影响 | 第34-35页 |
| 2.5.5 切削液对线锯磨损的影响 | 第35-36页 |
| 2.6 工艺参数范围初步确定 | 第36-37页 |
| 2.7 试验系统的安装与调试 | 第37-38页 |
| 2.8 本章小结 | 第38-39页 |
| 3 金刚石线锯切割SiC单晶材料去除机理研究 | 第39-59页 |
| 3.1 经典硬脆材料去除机理 | 第39-44页 |
| 3.1.1 压痕断裂理论 | 第39-41页 |
| 3.1.2 脆塑转变力学模型 | 第41-42页 |
| 3.1.3 硬脆材料切削时裂纹生长及计算 | 第42-44页 |
| 3.2 线锯切割SIC单晶理论模型 | 第44-48页 |
| 3.2.1 线锯切割物理模型 | 第44-45页 |
| 3.2.2 线锯切割理论模型及振动动力学分析 | 第45-48页 |
| 3.3 线锯切割Si C单晶材料去除率研究 | 第48-58页 |
| 3.3.1 线锯切割Si C单晶材料去除机理 | 第48-52页 |
| 3.3.2 单颗磨粒的切削深度分析 | 第52-54页 |
| 3.3.3 单颗磨粒切削深度与切割工艺参数的关系 | 第54-55页 |
| 3.3.4 切割工艺参数对磨粒切削深度的影响 | 第55-56页 |
| 3.3.5 SiC单晶切割过程材料去除率模型 | 第56-58页 |
| 3.4 本章小结 | 第58-59页 |
| 4 超声辅助线锯切割SiC单晶的材料去除机理 | 第59-69页 |
| 4.1 超声辅助切割Si C单晶的理论模型 | 第59-60页 |
| 4.1.1 线锯切割物理模型 | 第59页 |
| 4.1.2 超声线锯切割振动模型及动力学分析 | 第59-60页 |
| 4.2 超声辅助切割Si C单晶材料去除方式 | 第60-61页 |
| 4.3 超声辅助切割Si C单晶切割机理 | 第61-68页 |
| 4.3.1 线锯底部磨粒的切割过程 | 第61-65页 |
| 4.3.2 线锯两侧面磨粒的切割过程 | 第65-68页 |
| 4.4 本章小结 | 第68-69页 |
| 5 超声辅助作用下锯切力理论分析及实验研究 | 第69-85页 |
| 5.1 锯切力数学模型 | 第69-74页 |
| 5.1.1 普通切割产生的锯切力 | 第69-73页 |
| 5.1.2 超声振动产生的锯切力 | 第73页 |
| 5.1.3 线锯所受总锯切力 | 第73-74页 |
| 5.2锯切力的单因素实验 | 第74-78页 |
| 5.2.1 超声振幅对锯切力的影响 | 第74页 |
| 5.2.2 线锯速度对锯切力的影响 | 第74-75页 |
| 5.2.3 工件进给速率对锯切力的影响 | 第75-76页 |
| 5.2.4 工件转速对锯切力的影响 | 第76-77页 |
| 5.2.5 线锯运动方向对锯切力的影响 | 第77-78页 |
| 5.2.6 线锯磨损对锯切力的影响 | 第78页 |
| 5.3 基于田口理论(TAGUCHI METHODS)的锯切力多因素实验 | 第78-84页 |
| 5.3.1 田口设计(Taguchi Methods) | 第78-79页 |
| 5.3.2 经验公式模型的建立 | 第79-80页 |
| 5.3.3 锯切力的多因素实验 | 第80-83页 |
| 5.3.4 锯切力回归模型预测及验证 | 第83-84页 |
| 5.4 本章小结 | 第84-85页 |
| 6 SiC单晶片表面形貌及粗糙度研究 | 第85-101页 |
| 6.1 SiC单晶片切割表面形成机理 | 第85-86页 |
| 6.2 晶片表面形貌及粗糙度测量 | 第86-87页 |
| 6.3 工艺参数对SiC单晶片表面粗糙度的影响 | 第87-91页 |
| 6.3.1 超声振幅对晶片表面粗糙度的影响 | 第87-88页 |
| 6.3.2 线锯速度对晶片表面粗糙度的影响 | 第88页 |
| 6.3.3 工件进给速率对晶片表面粗糙度的影响 | 第88-89页 |
| 6.3.4 工件转速对晶片表面粗糙度的影响 | 第89-90页 |
| 6.3.5 晶片半径方向上不同点处表面粗糙度 | 第90-91页 |
| 6.4 线径对切割效率和晶片质量的影响 | 第91页 |
| 6.5 线锯品质对切割效率和晶片质量的影响 | 第91-93页 |
| 6.6 切削液对晶片质量的影响 | 第93页 |
| 6.7 基于RSM的 SiC单晶片表面粗糙度建模及预测 | 第93-99页 |
| 6.7.1 响应曲面法(RSM) | 第94页 |
| 6.7.2 经验公式模型的建立 | 第94页 |
| 6.7.3 实验方案及测试结果 | 第94-97页 |
| 6.7.4 响应曲面模型诊断 | 第97页 |
| 6.7.5 响应曲面分析 | 第97-99页 |
| 6.7.6 响应曲面分析模型预测及验证 | 第99页 |
| 6.8 本章小结 | 第99-101页 |
| 7 单颗金刚石磨粒切割SiC单晶过程有限元仿真 | 第101-109页 |
| 7.1 ABAQUS软件及其相关准则 | 第101-102页 |
| 7.2 单颗磨粒切割SiC单晶有限元模型 | 第102-103页 |
| 7.3 切割过程动态仿真 | 第103-105页 |
| 7.4 工艺参数对切割过程的影响 | 第105-108页 |
| 7.4.1 刀具角度对切割过程的影响 | 第105页 |
| 7.4.2 工件进给速率对切割过程的影响 | 第105-107页 |
| 7.4.3 线速对切割过程的影响 | 第107-108页 |
| 7.5 加工表面形貌 | 第108页 |
| 7.6 本章小结 | 第108-109页 |
| 8 结论与展望 | 第109-111页 |
| 8.1 结论 | 第109-110页 |
| 8.2 展望 | 第110-111页 |
| 致谢 | 第111-113页 |
| 参考文献 | 第113-121页 |
| 攻读博士学位期间发表论文及项目 | 第121-122页 |
