线锯过程中凹凸不平面的损伤情况#中英文翻译#外文翻译匹配

毕业设计（论文） 译文及原稿 译文题目 ： 线锯 过程中凹凸不平面 的 损伤情况 原稿题目 ： Roughness Damage Evolution Due to Wire Saw Process 原稿 出处 ： Egemen Teomete ， International Journal of Precision Engineering and Manufacturing， 2011， 12(6)： 941-947 浙江工业大学之江学院毕业设计（论文） 外文翻译 1 线锯过程中凹凸不平面的损伤情况 摘要 ： 线锯工艺被 被广泛用于硅晶片生产与高收益、 低表面损伤 的 太阳能电池和微电子产业。 这个线锯过程 是 用于机器 切割脆性材料从而得到高 韧性 ， 高 收益和低表面损伤的。线锯工艺也可用于切割混凝土和岩石，土木工程 。 在这研究中，通过改变工艺参数进行了试验参数的研究，以确定表面粗糙度损坏 。延性 材料 的穿晶 断裂和脆性断裂的晶间破坏 的切割表面可以在电子显微镜照片中观察到。涉及 粗糙度破坏过程 的损伤模型的参数是 可以得到的。 这个损伤模型预测粗糙度损害令人满意。 该 模型显示这种 粗糙度损伤 比率 是 进给速度 与 线速 度成正比 。提高效率的过程在 于 不增加粗糙度损伤 而通过增加进给速度 正比线速 度的比率 。 线张力不影响粗糙度损伤。 但是，导 线的 性能影响 粗糙度损伤。导线的 砂砾半径 越小和 砂粒间距 越短则 粗糙度损伤 越少 。 关键词 ： 陶瓷， 损伤模型 ， 韧性加工 ， 粗糙度 ， 线锯 1 介绍 硅晶片用于太阳能电池和微电子学产业可以减少从硅晶体使用内径 (ID)锯 或线锯。 线锯的 优势 是 ID 可以 看见。这些优点是更高的生产力 ， 更少的晶片表面损伤和较低的切口损失。此外 ， 晶片的直径可以 被 切 成 一个线锯高于一个 ID。线锯 适用 切割蓝宝石 ， 碳化硅 ， 锂铌酸 ， 木材 ， 岩石和几乎所有种类的陶瓷 ， 包括 泡沫陶瓷 。 穆勒指出，线锯过程中的成本 是 占 硅晶片生产的总成本 的 30 ， 这直接影响 整个 行业。所以 有必要来 采取 优化过程 的 措施 ： 通过发展模型相关的工艺参数 ，产品质量和 过程效率 。 20 世纪 90 年代 ， 早期的线锯 是在晶圆生产 裸钢丝和磨料泥浆 过程中开发的 ， 在研磨加工 中 使用弹性流体动力。研磨颗粒可以 是 SiC 或钻石 ， 用 30至 60的磨料颗粒的粒度可以是 5 30m体积分数的料浆 。 平均线直径是 180 m， 切缝损失 为 200到 250 m。浆料可以是水 性 或油 性的 。油 性 泥浆使 溶液彼此互溶， 很难独立 ， 而从晶圆片表面清除油 状物 是另一个问题。油 性泥浆的 使用处 理也 是一个问题。 产生的 氢气 和 水 性 泥浆 中 硅的相 互作用可能会导致爆炸。然而 ， 从环保的角度来看 ， 考虑到 高数量的泥浆处理过程， 水性 通常是优选的 。 Clark 等人说，为了提高生产率和能够削减更硬的 陶瓷，开发了镶金刚石线 。 其适用于 磨削加工 。 在 自由磨料线锯 中 ，送丝速度为 5 15 米 /秒， 线张力为 20 30N。 在电线弓 中，其结果 使得所述导线 达到 2 度 到 6 度 的水平。在 研磨加工工艺的线锯 中 ，线速度较低的材料去除是不会发生水动力作用 的 。 线锯过程 的研究 已经持续 在 三 个 主要领域：材料去除机制，运动学，进程之间的输入和输出参数的研究。 浙江工业大学之江学院毕业设计（论文） 外文翻译 2 Li 等人提出了磨料颗粒的 受应力作用 是滚动和缩 进的线锯的过程。穆勒 提出的材料去除机制对于自由磨料加工开发 利 用断裂力学和流体动力学行为的浆料。 材料去除率的定义是作为一个功能 电源提供给磨料流体动压效应与流体膜性能 。它 的计算采用有限元 阀 夫妇雷诺方程， 流体力学与弹性力学方程 。 刘等人 指出，材料去除机理 线锯切割岩石是赫兹类破裂 ，其中 破裂 的发生是由于拉伸后面滑珠 引起的 。 魏和高从事分析直线的刚度和 研究在张力作用下的导线，还有 振动特征 对线速度，张力，和浆料粘度的研究 。 当 线速度 低于 25 米 /秒 时， 增加 线张力和浆粘度 而降低振幅和切口损失，对它 几乎 没有影响。 Clark 等人 监测线锯过程，线速度，送丝速度 和线的张力。 Clark 和 Hardin 等人还进行了 参数研究有关工艺 的 参数，表面粗糙度和线切割泡沫陶瓷 ，木材。他们还 进行了与一个固定的磨料切片单晶 SiC 的参数 研究， 研究 金刚石线有关的线速，摇摆频率， 下表面和亚表面损伤的进给速度。 Meng 等人研究了闭环金刚石绳锯切割和浸渍氧化铝陶瓷粉末。 硬度各向异性的铌酸锂晶片已经被应用在 纳米压痕 中 。 Bhagavat 和 Kao 确定 了三个最常见的取 向的方法 。他们通过切片 硅晶体 的 各向异性来确定的方向 。 硅片的钢丝锯 对 光伏及半导体行业 有着 重大 的 利益 关系。半 导体有严格的公差和表面质量 要求 。 从现有的模拟 脆性材料压痕损失 中 可以看出 在加工脆性材料时的损坏情况。脆性材料的压痕 存在几种的失效 模式 。 Ryu 等人研究了硅片，玻璃和碳化硅 上的压痕 。 赵等人观察到在地面上被 破坏 的 光学玻璃表面的 压痕 。 不同的研究人员 对延性域磨削脆性材料 进行了试验研究。 Bifano 等人指出 在研磨中， 当进给 量减少到一定量时，磨损机制就可以实现 从脆性到韧性 转变 。 在这项研究中 ， 一个 线锯 损伤模型 可以看出线锯过程中粗糙度的损坏 。这个损伤模型是基于 延性去除模式 和脆性 损 害 模式 ，观察 扫描电镜 中切割面的图像。 过实验测定， 用损伤模型来预测 损害 通是 可靠的 。第二节提出了这个实验工作。 第三节提出了该模型 。第四节提出了结果和讨论的研究。在第五部分 提出 这个结论。 2 实验过程 线锯的实验 是在 氧化铝陶瓷 上进行的 。 在 线锯切削试验 中 测量 了 丝弓角，轴向线速度 Vx 和进给速率 Vz。 同时也 测量 了 切断面 表面的粗糙度，还 得到 了 扫描电镜成像的切表面。在这些测量中所使用的设备本节介绍及工艺参数。 2.1 线锯切割和丝弓角测量 浙江工业大学之江学院毕业设计（论文） 外文翻译 3 图 1 单丝，阀芯阀芯线锯机 ，该线轨道，由虚线标记。（ DWT 公司， 千禧年生产 的 模型， 美国科罗拉多州 Springs，美国） 实验 中 使用 线锯设备 （ 其 模型 是千禧年在 科罗拉多州斯普林斯 应用 钻石线技术生产的 ） 。 这种 阀芯 对 阀芯 的 线锯机 摇摆运动的线可控制 线速度 Vx，进料速度 Vz 和线张力 T。张力由 紧 线 滑轮控制 ， 由 气压力驱动， 而摆动 如图 1 中可以看出。 导线的切割长度为 300 英尺（ 91.4 米 ） 。因此，在每一个方向逆转， 300 英尺的线是从一个线轴 转移到 其他的 线轴 。 在切割过程中使用 的 冷却剂包括水 和 润滑剂 Sawzit（ 合成润滑剂 公司的产品） ，它们 的比例为 50/1。 线锯实验使用了 四种不同的金刚石涂层钢线。 平均半包括磨粒的角度 DWS2 是 =71 度 。这个金 刚石粒度的镀层钢丝 DWS3 是金刚石 线 锯公司的一个产品 。 涂 金刚石 砂砾的钢丝 DWS4和 DWS5是 圣戈班 磨料磨具公司 的产品 。 DWS4和 DWS5是用 镍电镀钢 制造的。 磨粒被贴到电镀 。 浙江工业大学之江学院毕业设计（论文） 外文翻译 4 镍层，而核心依然完整 。 氧化铝陶瓷样品 的 抗拉强度 =300MP，断裂韧性 K=4MPam(1/2)，杨氏模量电子 E=370GPa 时 ， 硬度 H=22GPa，它 用于对加工对象物的切削的测试 。切割样 品的长度 是在 1520 毫米 之间， 高度 7.1 毫米。 一组测试完成 DWS2 的线速度变化 Vx=1.3，1.8， 2.95， 3.5 米 /秒，线张力变化 T=13.3， 17.8， 22.4， 26.7 牛 ，和 下料速度 变化 Vz=5，6.35， 10.16 微米 /秒。 为了探讨不同 特性对表面质量 影响 ，每个线进行了四次试验 ，在 工艺参数 Vx=1.35， 2， 3， 4 米 /秒， Vz=6.35 米 /秒， T=13.3N 下分别 使用电线 钢丝DWS3， DWS4 和 DWS5。 图 2 线钢丝锯弓角测试 用 一个 2856 2142 像素 的 数码相机（柯达易购 DX7630）来 测量 丝弓 角 ，其 角度 如图 2。图像的线和样品收集过程如图 3。 氧化铝陶瓷 SEM 图像的线锯切割表面的（ Vx=1.3 米 /秒， Vz=5 微米 /秒， T=13N）试 验和分析用 数字图像处理 （ Mathworks公司）获得的角度 在 导线和水平之间 。平均稳态丝弓角的测试， 达到 了 稳定状态丝弓角 的 要求。 2.2 表面粗糙度测量和扫描电镜成像 切割表面的表面粗糙度的测定使用非接触式的光学轮廓仪， Zygo 公司生产 的Zygo 新查看 6000。 10 倍的镜头用于测量。 轮廓的垂直分辨率是 3 纳米的分辨率，在浙江工业大学之江学院毕业设计（论文） 外文翻译 5 水平面上为 1.1 微米 ，而 视野使用 0.7 0.53 毫米。 在一个探针 测量 中 ，需要连续的轮廓测量每个 0.7 0.53 毫米 ，将这些数据结合在一起成 为 一个数据集。 三针测量，是指测量 每个 0.7 3 毫米 尺寸，常应用在 每个样品的切割方向 的左中 右的切割表面。 经过 测量后，用 版本 8.1.5Zygo 公司开发的MetroPro 软件 进行 数据处理 ， 施加 高通滤波，以除去表面的波状起伏。 中心线 的算术平均 偏离 就可以获得最佳拟合平面 。 三次测量的平均