[發(fā)明專利]一種深紫外線電催化輔助磁流變彈性體平整裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110798072.5
• 申請(qǐng)日: 2021-07-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113386045A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王永強(qiáng);陳揚(yáng)帆;花樂(lè)樂(lè);黃超;唐賽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南華大學(xué)
• 主分類號(hào): B24B37/04
• 分類號(hào): B24B37/04;B24B37/10;B24B37/14;B24B37/30;B24B37/34;B24B47/12;B24B47/16
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 李發(fā)軍;馬強(qiáng)

1.一種深紫外線電催化輔助磁流變彈性體平整裝置，包括拋光盤(pán)（9）、驅(qū)動(dòng)拋光盤(pán)（9）轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；其特征在于，所述拋光盤(pán)（9）上方設(shè)有磁流變彈性體拋光機(jī)構(gòu)和噴嘴（15）；

所述拋光盤(pán)（9）上表面開(kāi)設(shè)有多個(gè)光源槽（17），該光源槽（17）內(nèi)設(shè)有深紫外線光源（1），在深紫外線光源（1）上方設(shè)有氧化鎵晶體（13）夾持機(jī)構(gòu)，便于深紫外線光源（1）照射夾持固定在拋光盤(pán)（9）上的氧化鎵晶體（13），且在光源槽（17）內(nèi)設(shè)有位于夾持機(jī)構(gòu)與深紫外線光源（1）之間的透明隔板；

所述噴嘴（15）設(shè)置在夾持機(jī)構(gòu)的側(cè)上方，用于向氧化鎵晶體（13）噴淋深紫外線電催化化學(xué)拋光液（16）；

所述磁流變彈性體拋光機(jī)構(gòu)包括工具軸（2）和裝在工具軸（2）上的可移動(dòng)的拋光工具頭（4）、以及驅(qū)動(dòng)拋光工具頭（4）轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述工具軸（2）通過(guò)導(dǎo)線（6）和電刷（5）與所述拋光盤(pán)（9）連接；

所述磁流變彈性體拋光工具頭（4）包括導(dǎo)磁芯（22）和套裝在導(dǎo)磁芯（22）上的線圈（23），所述導(dǎo)磁芯（22）底部裝有附著盤(pán)（21）和連接在附著盤(pán)（21）上的磁流變彈性體（20）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深紫外線電催化輔助磁流變彈性體平整裝置，其特征在于，所述拋光盤(pán)（9）上表面開(kāi)設(shè)有回收槽（18），用于回收深紫外線電催化化學(xué)拋光液（16）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深紫外線電催化輔助磁流變彈性體平整裝置，其特征在于，所述深紫外線光源（1）為波長(zhǎng)小于260nm的深紫外線光源。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深紫外線電催化輔助磁流變彈性體平整裝置，其特征在于，所述磁流變彈性體（20）主要由高分子聚合物基材、磁性顆粒、微粉磨料制備而成，其中高分子聚合物基材質(zhì)量百分比不低于50%，磁性顆粒不超過(guò)40%，微粉磨料不超過(guò)10%；優(yōu)選所述微粉磨料為硅膠，所述磁性顆粒優(yōu)選為鈷鐵粉、羰基鐵粉或純鐵粉，所述高分子聚合物基材優(yōu)選為熱塑性橡膠、硅橡膠、天然橡膠或合成橡膠。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深紫外線電催化輔助磁流變彈性體平整裝置，其特征在于，所述磁性顆粒的粒徑為1~5μm，和/或所述微粉磨料的粒徑為0.5~1 μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的深紫外線電催化輔助磁流變彈性體平整裝置，其特征在于，所述附著盤(pán)（21）和/或所述導(dǎo)磁芯（22）由導(dǎo)磁材料制成，優(yōu)選導(dǎo)磁材料純鐵或坡莫合金。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的深紫外線電催化輔助磁流變彈性體平整裝置，其特征在于，所述深紫外線電催化化學(xué)拋光液（16）主要由俘獲劑、去離子水和堿性添加劑構(gòu)成，其中去離子水質(zhì)量百分比不低于94%，俘獲劑質(zhì)量百分比不超過(guò)3%，堿性添加劑質(zhì)量百分比不超過(guò)3%；優(yōu)選所述俘獲劑為K₂SO₄；優(yōu)選所述堿性添加劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的深紫外線電催化輔助磁流變彈性體平整裝置，其特征在于，所述工具軸（2）安裝在由水平導(dǎo)軌（8）和豎直導(dǎo)軌（7）構(gòu)成的二維移動(dòng)軌上。

9.一種利用權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的深紫外線電催化輔助磁流變彈性體平整裝置對(duì)氧化鎵晶體進(jìn)行平整拋光的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、通過(guò)夾具（14）將氧化鎵晶體（13）裝夾于拋光盤(pán)（9）上，通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)拋光盤(pán)（9）和氧化鎵晶體（13）一同旋轉(zhuǎn)；

S2、開(kāi)啟噴嘴（15），向氧化鎵晶體（13）表面噴灑深紫外線電催化化學(xué)拋光液（16）；

S3、調(diào)整線圈（23）的電流來(lái)調(diào)整磁場(chǎng)強(qiáng)度，改變磁流變彈性拋光工具頭（4）柔度；

S4、通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)拋光工具頭（4）隨工具軸（2）一同旋轉(zhuǎn)；

S5、調(diào)整拋光工具頭（4）的位置，直至拋光工具頭（4）與氧化鎵晶體（13）上表面接觸；

S6、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在工具軸（2）、拋光工具頭（4）、氧化鎵晶體（13）、拋光盤(pán)（9）、導(dǎo)線（6）構(gòu)成的回路中感生電勢(shì)；

S7、開(kāi)啟深紫外線光源（1），發(fā)出深紫外線，透過(guò)透明隔板從氧化鎵晶體（13）下方對(duì)氧化鎵晶體（13）表面進(jìn)行照射，借助氧化鎵晶體（13）深紫外線電催化效應(yīng)使氧化鎵晶體（13）的表層改性形成更易去除的軟化層；

S8、調(diào)整拋光工具頭（4）的位置將氧化鎵晶體經(jīng)深紫外線照射后形成的軟化層剪切去除，對(duì)氧化鎵晶體實(shí)施拋光。