您好 欢迎来到中国涂附磨具网  | 免费注册
远发信息:磨料磨具行业的一站式媒体平台磨料磨具行业的一站式媒体平台
手机资讯手机资讯
官方微信官方微信

新型抛光技术可获得纳米级超光滑表面

关键词 抛光 , 纳米|2020-08-18 10:48:42|应用技术
摘要 抛光加工是保证表面质量不可或缺的技术手段,近日,南方科技大学研究团队提出了一种基于各向同性刻蚀轮廓包络原理的抛光技术,可获得纳米级超光滑表面,而且适用于多种常见金属材料,具有普适性...

抛光加工是保证表面质量不可或缺的技术手段,近日,南方科技大学研究团队提出了一种基于各向同性刻蚀轮廓包络原理的抛光技术,可获得纳米级超光滑表面,而且适用于多种常见金属材料,具有普适性和显著的工业应用价值,可以加工具有复杂外形和内腔结构的金属零件,加工效率高且加工后表面无残余应力。这一技术有望在航空航天和汽车零部件等领域投入应用,也可解决3D打印金属零件的后处理难题。相关研究成果被发表于机械制造领域顶级期刊。

近年来,在金属材料超精密加工领域,具有复杂外形和内腔的金属零件的抛光一直是工业界所面临的技术难题。传统的诸如化学机械抛光、激光抛光以及磁流变抛光,都存在“刀具干涉”问题。如何在不破坏金属零件的面形精度的前提下,高效率获得纳米级光滑表面,是目前亟待解决的技术难题。

受单点金刚石超精密车削加工的刀尖轨迹包络原理启发,南科大研究人员提出了一种基于各向同性刻蚀轮廓包络原理的抛光技术:在抛光液的钝化作用下,金属表面生成一层钝化膜;在电场的作用下,钝化膜的薄弱位置优先发生击穿放电;通过阿伦尼乌斯公式优化相关参数,击穿位点可实现密度可控的各向同性刻蚀反应;随着各向同性刻蚀的进行,刻蚀坑不断扩展并相互融合完成包络;最终原始粗糙表面被超光滑表面取代。

根据上述抛光原理,研究人员对抛光过程中材料表面的形貌变化以及粗糙度变化进行了建模分析。抛光开始阶段,由于刻蚀坑的形成,表面粗糙度逐渐增加;随着抛光的进行,表面刻蚀位点互相融合取代了原始粗糙表面,表面粗糙度迅速降低;最后,初始表面被完全取代,转变为超光滑表面。从该模型可知,基于提出的包络抛光原理,理论上可获得亚纳米级超光滑表面。

以钛(TA2)的超精密抛光为例,研究人员通过对电解液和击穿电压等参数的优化,实现了材料表面的各向同性刻蚀。抛光所形成的刻蚀坑呈现规则的半球形,密度可控,内表面具有纳米级粗糙度(Sa=1.13nm)。研究结果表明,此方法对TA2可实现15.1m/min的高效率去除,在抛光3分钟后表面粗糙度Sa从64.1nm迅速降低到1.23nm,高效率获得了纳米级表面。

同时,研究团队也将这一抛光技术应用到了其他典型金属材料,如镍磷合金、镍钛合金、304不锈钢、6063铝合金、Inconel718合金等。抛光后的样品表面都具备了镜面效果,也都获得了纳米级表面粗糙度。这一结果表明:研究团队提出的各向同性刻蚀轮廓包络抛光技术可作为一种普适性抛光加工手段应用于常见金属材料,具有显著的工业应用价值。

此项研究所提出的刻蚀轮廓包络抛光技术避免了使用传统抛光工艺所不可或缺的刚性工具,因此该技术不存在“刀具干涉”问题,可以加工具有复杂外形和内腔结构的金属零件,加工效率高且加工后表面无残余应力。此外,由该技术的加工原理可知,这一技术适用于绝大部分的金属材料,具有较强的通用性。未来,这一技术有望在航空航天和汽车零部件等领域投入应用,也可解决3D打印金属零件的后处理难题。


  ① 凡本网注明"来源:中国涂附磨具网"的所有作品,均为河南远发信息技术有限公司合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:中国涂附磨具网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
② 凡本网注明"来源:XXX(非中国涂附磨具网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
③ 如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在30日内进行。
※ 联系电话:0371-67667020

延伸推荐

凭一块“黑铁”——纳米碳化硅 打一场“翻身仗”

凭一块“黑铁”——纳米碳化硅 打一场“翻身仗”

▲许多陶瓷企业已经应用这种新型材料制成的支架进行陶瓷烧制。▲兴桂窑具有限公司总经理陈强展示用纳米级碳化硅新材料制成的窑具。▲工人操作真空电炉,烧制纳米级...

日期 2021-01-12   涂附新闻

单晶金刚石的新型抛光方法,使其代替硅成为可能

几十年来,硅一直是电子产品的主力军,因为它不仅是一种常见的元素,易于加工,而且还具备良好的电子特性。硅的唯一局限性就是高温会损坏它,这限制了硅基电子产品...

日期 2020-11-16   涂附新闻

“纳米多晶金刚石”实现迄今最高强度

日本大阪大学研究生院工学研究科博士生片桐健登和副教授尾崎典雅,与爱媛大学地球深部动力学研究中心的入舩彻男教授等人组成的研究小组,明确了纳米多晶状态金刚石...

日期 2020-11-13   涂附新闻
抛光研磨切削自制比例持续提高 蓝思科技净利润创历史单季新高

抛光研磨切削自制比例持续提高 蓝思科技净利润创历史单...

10月26日晚间,蓝思科技(SZ300433)发布2020年第三季度报告,2020年前三季度公司实现营业收入260.83亿元,同比增长26.64%;实现...

日期 2020-11-04   涂附新闻

工博会OnRobot发布自动化打磨抛光方案

本届工博会期间,OnRobot发布了自动化方案的最新成果OnRobotSander,用于自动打磨和抛光的全电动随机轨道砂光机,借助简便易用的内置软件,用...

日期 2020-09-23   展会资讯

CMP抛光垫订单持续增长 鼎龙股份半年净利润上涨41...

尽管受到疫情导致停产等因素的不利影响,总部位于武汉经济技术开发区的鼎龙股份(300054)在上半年依然交出了一份业绩不俗的成绩单。8月21日晚间,鼎龙股份发布2020年半年报显示,...

日期 2020-08-24   企业新闻

日本小林研业火了!全部员工不到10人,四年抛光250...

提到高端专业工业技术,大家肯定都会不由得想起日本。日本除了很多丰田、雅马哈等这些大型的重工业制造企业之外,还有很多专注小而美的企业,小林研业就是其中之一...

日期 2020-08-06   涂附新闻

手工焊道打磨抛光流程

手工打磨抛光,目前还处于主要打磨阶段,虽然机器人的打磨抛光已经慢慢走上正规,但是不得不说的是,机器人打磨首先一个是占地面积,需要大量的面积来安放机器手和...

日期 2020-06-15   应用技术
涡轮叶片抛光:无视曲率变化的流体抛光技术

涡轮叶片抛光:无视曲率变化的流体抛光技术

表面粗糙度是叶片性能衰退的重要因素在航空发动机启动的那一刻,叶片的性能衰退就开始了!极速旋转的叶片与空气之间剧烈摩擦,可产生数百度的高温。而叶片的表面粗...

日期 2020-06-04   应用技术

抛光过度的原因和解决方法

模具抛光是使用抛光工具,使材料表面发生塑性变形,从而去掉工件表面凸出部分,得到平滑表面的过程。抛光所使用的工具一般为油石条、羊毛轮、砂纸等,操作方法通常...

日期 2020-05-29   应用技术
一钻商城