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超薄玻璃广泛应用于仪器仪表、集成电路以及各种显示器中,与国防科技、电子信息、国民生活息息相关。为应对超薄玻璃巨大的市场需求,研究超薄玻璃加工工艺,探索快速、高效获得高材料去除率和表面质量的超薄玻璃加工方法非常重要。固结磨料研磨抛光技术能以较低的成本获取较高的加工效率,且工艺的可控性强对环境的污染小,适用于超薄玻璃的加工。本文通过单面和双面研磨抛光两种途径,以材料去除率和表面质量为评价指标,探索超薄玻璃加工工艺,开展的主要研究工作和获得的结论如下:
(1)开展了单面研磨抛光超薄玻璃加工工艺研究。针对研磨和抛光阶段的不同要求,开展了不同磨料及粒度对材料去除率和表面质量影响的研究,优化选择W30金刚石固结磨料研磨垫和3μm的CeO2固结磨料抛光垫组合对超薄玻璃进行加工,获得了厚度约为0.2mm,表面无破损、无明显划痕的超薄玻璃,形成了以单面研磨抛光方式实现超薄玻璃两面加工的加工工艺。
(2)开展了双面研磨抛光超薄玻璃加工研究。采用双面研磨抛光加工超薄玻璃,研究了抛光盘的转速、抛光液流量、抛光液PH值对材料去除率和表面质量的影响。综合考虑材料去除率和表面质量,选取超薄玻璃研磨阶段优化的工艺参数组合为:抛光盘转速为60r/min,PH值为10,流量为105ml/min,玻璃上表面的材料去除率小于下表面的材料去除率,而上、下表面的表面质量差别不大。选取超薄玻璃抛光阶段优化的工艺参数组合为:抛光盘转速为30r/min,PH值为10,流量为130ml/min。上抛光盘的对玻璃的抛光效果要好于下抛光盘。
(3)建立了双面研磨抛光运动轨迹的数学模型,建立了工件与抛光盘的相对运动轨迹方程,分析了参数对运动轨迹分布的影响,并优化获得了均匀的研磨抛光轨迹,得出结论:工件在行星轮中的位置远离行星轮的回转中心,行星轮与整个抛光盘半径比为0.3,抛光盘的转速是内齿轮的转速的1~4倍,内外齿轮的转速比在3~8的范围内,工件运动的轨迹相对比较复杂,分布比较均匀,是最优的研磨抛光轨迹。
最后,概括了全文的主要结论,并在此基础上进一步对理论和技术上尚存在的问题和所要做的工作做出了展望。