[發明專利]一種單顆金剛石磨粒超聲振動刻劃硅片的實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202110405631.1
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113109199B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 張立峰;張曉光;常浩哲;王勇;龐乃泉;趙祎明;王俞槿;黃奕;陳景超
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G01N3/58
• 分類號: G01N3/58
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

1.一種單顆金剛石磨粒超聲振動刻劃硅片實驗裝置，其特征在于：所述的單顆金剛石磨粒超聲振動刻劃硅片實驗裝置包括測力儀(1)、斜面平臺(2)、金剛石尖狀刀具(3)、條狀刀盤(4)、鍵(5)、第二螺釘(6)、第一螺釘(7)、第三螺釘(9)、刀柄(10)、動平衡刀具(11)、超聲振子夾具(12)、超聲振子(13)、弧形壓板(14)、直線滑軌(15)、滑塊(16)和連接板(17)；其中，所述的測力儀(1)連接聲發射系統；超聲振子夾具(12)包括底板(12-1)和兩個支撐座(12-2)，底板(12-1)利用第一螺釘(7)固定在測力儀(1)的頂面上，兩個支撐座(12-2)的下端間隔安裝在底板(12-1)的頂面一側；直線滑軌(15)沿左右方向安裝在底板(12-1)的頂面另一側；滑塊(16)以滑動的方式安裝在直線滑軌(15)上；斜面平臺(2)的邊緣利用螺釘固定在連接板(17)的頂面上，連接板(17)的底面固定在滑塊(16)上，因此連接板(17)連同斜面平臺(2)和滑塊(16)一起能夠沿直線滑軌(15)左右移動，斜面平臺(2)的頂面用于放置試樣(8)且頂面上靠近支撐座(12-2)的一端低于另一端的高度；條狀刀盤(4)的底面一端從外向內依次凹陷形成有第一至第三螺孔(4-1，4-2，4-3)，另一端凹陷形成有多個相對應的刀具安裝孔(4-4)，中部沿垂直方向形成有一個貫通孔(4-6)，貫通孔(4-6)的上端口處安裝一個卡環(4-5)；金剛石尖狀刀具(3)的上端螺紋連接在條狀刀盤(4)上第一至第三螺孔(4-1，4-2，4-3)中的任一螺孔內，并且實驗時下端的刀尖接觸在試樣(8)的表面；動平衡刀具(11)的上端固定在條狀刀盤(4)上一個與金剛石尖狀刀具(3)安裝位置相對應的刀具安裝孔(4-4)內，并且金剛石尖狀刀具(3)下端的刀尖伸出長度大于動平衡刀具(11)下端的刀尖伸出長度；刀柄(10)的下端插入在卡環(4-5)內并利用從下向上貫穿貫通孔(4-6)的第三螺釘(9)固定住，兩側下部分別利用鍵(5)和第二螺釘(6)固定在卡環(4-5)的兩側部位，上端固定在數控機床的主軸端面上；超聲振子(13)的中部利用弧形壓板(14)固定在斜面平臺(2)的支撐座(12-2)上，并且一端螺紋連接在斜面平臺(2)的側面上。

2.根據權利要求1所述的單顆金剛石磨粒超聲振動刻劃硅片實驗裝置，其特征在于：所述的斜面平臺(2)采用航空鋁合金材料制成，總質量小于500g，頂面傾斜角度為0.2度，頂面粗糙度小于Ra0.1，平面度等級小于IT2。

3.根據權利要求1所述的單顆金剛石磨粒超聲振動刻劃硅片實驗裝置，其特征在于：所述的動平衡刀具(11)的刀尖伸出長度比金剛石尖狀刀具(3)的刀尖伸出長度小2mm。

4.根據權利要求1所述的單顆金剛石磨粒超聲振動刻劃硅片實驗裝置，其特征在于：所述的金剛石尖狀刀具(3)采用金剛石角度刀，其中刀尖部位的形狀是正四棱錐形，相對棱面夾角為115度，頂部橫刃長度為0.2～50μm。