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用UNIPOL-802研磨机研磨表面镀有铂钌钛的氧化铝

日期:2018-12-07

UNIPOL-802研磨机研磨表面镀有铂钌钛的氧化铝

实验材料:给定尺寸约为22×10×0.44mm,基体为氧化铝,镀膜为铂钌钛的试样片,其中镀膜厚度400μm,基体厚度为40μm。用数显千分尺测量其实际厚度在424—440μm范围内。

  

1 样品图

实验目的:将400μm厚的镀膜研磨掉350μm

实验器材:由沈阳科晶自动化设备北京赛车app制造的UNIPOL-802自动精密研磨抛光机MTI系列加热平台GPC-50A精确磨抛控制仪 SKZD-3滴料器SKCH-1A)精密测厚仪、玻璃研磨盘,设备图片如下图2所示:

UNIPOL-802自动精密研磨抛光机

GPC-50A精确磨抛控制仪

MTI-3040加热平台

SKZD-3滴料器

SKCH-1A)精密测厚仪

玻璃研磨盘

 

2 所使用设备图片

实验设备选用原因:

UNIPOL-802自动精密研磨抛光机:

该研磨抛光机是用于晶体、陶瓷、金属、玻璃、岩样、矿样等材料的研磨抛光制样。本机设置了Ø203mm的研磨抛光盘和两个加工工位,可用于研磨抛光≤Ø80mm的平面。若配置适当的附件,可批量生产高质量的平面磨抛产品。

GPC-50A精确磨抛控制仪

本机主要应用于UNIPOL-802研磨抛光机上,是工件进行精细磨抛时不可缺少的精密器具,可严格控制样品表面的平行度,搭配数显精密测厚仪可在研磨过程中观察样品厚度的减薄状态,其承载样件直径不大于50mm、厚度不大于10mm

MTI-3040加热平台:

2、MTI-3040加热平台采用整体铸造,加热板作为加热体,增强了安全性。结构简单,操作简便,安全可靠。尤为适用于对温度敏感材料(如晶体、半导体、陶瓷等)的加热,适用温度:≤200℃

SKCH-1A)精密测厚仪

SKCH-1A)精密测厚仪是一种结构简单、高精度的测量装置,主要用于各类材料厚度的精密测量,也可用于样品的高度与厚度测量。

玻璃研磨盘:

大粒度的磨料不能嵌入盘中,玻璃研磨盘表面平整,对于试样产生的副作用极小。本实验要研磨的材料表层是镀膜,且样品很薄,若用带有沟槽的铸铁盘对样品进行研磨容易将样品刮掉或损坏样品,若用砂纸进行研磨砂纸上的砂粒容易将镀膜划伤或划破,留下很深的印记,滑动摩擦对材料表面的损伤比滚动摩擦要大的多。

实验过程:

将固定好样品的载样块放到SKCH-1A)精密测厚仪下测量固定后样品与石蜡层的总厚度在445—450μm范围内,因此最终研磨至样品与石蜡层厚度在95-100μm的范围内即可。

GPC-50A的载样块和样品同时放到MTI-3040加热平台上进行预热,待载样块表面的温度达到石蜡融化的温度后将石蜡涂在载样块上将要固定试样的位置。用一个压块压住试样,使试样各个位置与载样块完全贴合。用载样块固定后的样品如图3a)所示,待载样块冷却到室温后将载样块安装回机械手臂,准备对样品进行研磨,安装完载样块的GPC-50A机械手臂如图3b北京赛车app)所示,调整好机械手臂上载样块的位置,使载样块略凸出一些,然后准备对样品进行研磨。

 

  

a)固定在载样块上的样品图  (b)固定完载样块的GPC-50A

3 固定完的样品图

将装有样品的GPC-50A放置在安装有玻璃研磨盘的UNIPOL-802自动精密研磨抛光机上,调整研磨机摆臂的胶圈在机械手臂圆盘的中线处,开动研磨抛光机,将转数调整到45转,用滴料器将颗粒度为W7的白色刚玉磨料滴到研磨盘上对样品进行研磨,研磨中的样品如图4所示,研磨过程中机械手臂在进行自转的同时随着研磨盘进行公转,这样可以保证粘贴在机械手臂上的样品各个位置都会得到均匀的研磨状态,从而保证了样品表面的平行度。

 

4 研磨中的样品图

首先将研磨时间设置为20min,观察20min后样品表面厚度减薄了多少。研磨完20min后用SKCH-1A)精密测厚仪对样品厚度进行测量,结果显示样品厚度在429—432μm的范围内,样品厚度减少量16—18μm范围内。继续对样品研磨20min后测量样品减薄的厚度再研磨20min后测量样品厚度在405—408μm的范围内,样品厚度减少量约为24μm,因此可知样品每十分钟的减薄量约10μm,且随着样品厚度的薄,十分钟内样品减薄数值在逐渐增加。接下来每30min对样品厚度进行一次测量,以保证不会将样品研磨过量。当研磨完3h10min后样品剩余厚度约为187μm,样品厚度逐渐接近计算的剩余厚度值,因此应适当缩短每次的研磨时间,再对试样研磨20min后测量样品的厚度约为140μm,此时计算得出样品每10min减薄的厚度约为24μm。上面我们计算的样品厚度剩余量应在95—100μm的范围内,与140μm的差值在45—50μm的范围内。由于机械手臂所施加的压力恒定,所以随着研磨时间的延长,样品越来越薄,单位面积上样品承受的压力的强度逐渐变大,相同研磨时间内样品减薄的厚度逐渐增加,因此此刻样品在10min内减薄量应大于24μm。对剩余的样品研磨的时间应小于20min,所以我们再对样品研磨18min,研磨后测量样品的厚度约为93—95μm。将样品从载样块上取下,用酒精擦拭干净(保证样品表面不会因为有石蜡残留而使所测量的厚度存在误差)后用数显千分尺测量样品剩余厚度,样品剩余厚度如图5所示,此时样品的厚度在87—90μm范围内,基本达到要求。

  

5 样品最终厚度示意图

结论:

通过以上分析可知用UNIPOL-802自动精密研磨抛光机搭载GPC-50A对样品进行精细研磨时可以严格控制被研磨样品的厚度。样品最终厚度在87—90μm的范围内说明样品表面的平行度很高,同时证明了GPC-50A可严格控制样品表面的平行度。

该实验也证明了,若要对较薄的样品进行磨削减薄,或为了严密控制样品的厚度及平行度,用自动精密研磨抛光机搭配机械手臂一起使用可以得到很好的效果。

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