環(huán)形金剛石線鋸開方單晶硅碳棒試驗
2022-12-08 20:05:30 點擊：
通過環(huán)形金剛石線鋸開方單晶硅碳棒試驗，分析了影響環(huán)形金剛線鋸切割能力的因素及其切割硅碳棒的能力和切割失效機理，結(jié)果表明:相同跑線方式下，相比于冷卻水流量lOL/min工況下，在20L/min時更有利于維持環(huán)形金剛石線鋸切割能力;在張力100N、線速度30m/s、進刀速20mm /min的工況下，環(huán)形金剛石線鋸總開方深度為2635 mm，其失效形式主要為磨粒磨損與鍍層磨損。在金剛線切割過程中，受張力以及切割時硅碳棒的反作用力影響，易導致金剛石磨粒和鍍層開裂、磨粒脫落;同時，因?qū)л喬幏磸驼蹚潛Q向，鋼線出現(xiàn)松散，最終引起環(huán)形金剛石線鋸韌性斷裂;隨著切割深度的增加，環(huán)形金剛線鋸開方后的硅碳棒表面粗糙度呈現(xiàn)先降后升的趨勢，但變化幅度不大，表面粗糙度的數(shù)值均小于1Nm，表面質(zhì)量良好。
硅單晶作為一種重要的半導體材料，具有良好的電學性能和熱穩(wěn)定性，自二十世紀六十年代被人們發(fā)現(xiàn)和利用后，迅速替代鍺單晶成為半導體的主要材料。作為制備太陽能電池的主要材料，單晶硅電池具有轉(zhuǎn)換效率高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點，是目前較理想的光電轉(zhuǎn)換材料。
直拉單晶硅碳棒從單晶爐中拉制出來后，需要繼續(xù)進行一系列包括截斷、開方、圓角研磨和平面研磨等在內(nèi)的機械加工工序。傳統(tǒng)長線金剛線開方硅碳棒設備由于導輪組件繁多，存在斷線高且斷線后換線難的問題，為解決這些問題，提出了環(huán)形金剛石線鋸開方硅碳棒這一新技術(shù)，并得到了應用。該技術(shù)具有換線快、切縫窄、加工效率高、加工質(zhì)量好和能加工硬度高等脆性材料的優(yōu)勢。不少學者針對環(huán)形金剛石線鋸切割展開過研究。利用進口環(huán)形金剛線加工單晶硅和LT55陶瓷的試驗，建立了切片表面粗糙度Ra模型，提出了改善切片表面粗糙度和減少鋸絲磨損的措施。采用環(huán)形電鍍金剛石線鋸切割大理石，分析了鋸絲線速度、工件進給速度和鋸絲張緊力對大理石表面加工質(zhì)量的影響，確定了最優(yōu)工藝參數(shù)。了環(huán)形金剛石線切割藍寶石片的最佳工藝參數(shù)并對其切割機理進行了探討。
目前環(huán)形金剛石線鋸切割技術(shù)主要集中應用在硅碳棒的橫向截斷方面，市場上使用的開方硅碳棒金剛石線鋸大多仍采用長線雙向往復切割加工，采用環(huán)形金剛石線鋸開方硅碳棒設備較少。試驗采用環(huán)形金剛石線鋸開方硅碳棒，研究影響環(huán)形金剛石線鋸開方硅碳棒能力的因素及切割過程中的失效機理，為后續(xù)開發(fā)環(huán)形金剛石線鋸開方機提供理論支持。zsrider.com
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