铁电效应对钽酸锂固结磨盘加工的影响研究

作者：刘敏; 凌洋; 袁巨龙; 杭伟^*

来源：表面技术, 2020, 49(10): 316-337.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.10.037

• 钽酸锂
• 固结磨料
• 铁电效应
• 表面粗糙度
• 去除率

目的研究铁电效应对钽酸锂加工的潜在影响。方法选用3000#的金刚石粉料制作的金刚石丸片,将其固结在设计的夹具中制成一种新型固结磨盘,并与游离磨料研磨加工结果进行比较,然后采用恒温水浴装置将冷却液温度控制在低温状态,并添加电解质溶液,以材料去除率、表面形貌及粗糙度作为指标,进一步分析铁电效应对固结磨盘加工钽酸锂的结果影响。结果游离磨料加工10 min后,钽酸锂晶片表面粗糙度Sa从初始的419.112 nm降至232.319 nm,材料去除率MRR为36.78μm/h,晶片表层存在磨粒嵌入、大量凹坑及深划痕等缺陷,且研磨过程中易破损。同样的加工条件下,固结磨盘研磨钽酸锂晶片的表面粗糙度Sa从419.112 nm降到97.004 nm,材料去除率MRR为57.19μm/h,相对于游离磨料加工结果,晶片表面磨粒嵌入情况极少,划痕深度变浅、凹坑数量减小,表面更光滑。在冷却液温度为5℃并添加0.5%(体积分数)的电解质溶液时,使用固结磨盘研磨10 min后,表面粗糙度Sa进一步下降到37.943 nm,材料去除率为58.75μm/h。材料表面无磨粒嵌入,无较深沟槽和凹坑,仅存在少许浅划痕。结论相同加工条件下,固结磨料比传统游离磨料研磨后的表面粗糙度值更低,表面质量更好,去除率更高,加工效率和成品率更优。低温状态和加入电解质溶液能够有效抑制钽酸锂的内应力,防止裂纹产生及扩展,改善晶片的表面损伤,进一步提高了晶片表面质量。

• 单位
  特种装备制造与先进加工技术教育部; 浙江工业大学