單顆磨�？虅澭趸�鎵晶體表面的裂紋成核位置及擴(kuò)展方向研究

編號：NMJS08056

篇名：單顆磨粒刻劃氧化鎵晶體表面的裂紋成核位置及擴(kuò)展方向研究

作者：周海 張杰群 徐亞萌 沈軍州 黃夢蝶

關(guān)鍵詞： 氧化鎵晶體 徑向裂紋成核 裂紋擴(kuò)展 刻劃試驗 應(yīng)力分析

機(jī)構(gòu)： 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院

摘要： 為了分析新一代光電子材料氧化鎵晶體在超精密磨削、研磨加工過程中的裂紋成核位置及擴(kuò)展方向,建立了單顆磨粒刻劃氧化鎵(010)晶面的彈性應(yīng)力場模型,分析了氧化鎵(010)晶面的脆塑性轉(zhuǎn)變臨界切削深度。通過MATLAB軟件分析預(yù)測刻劃氧化鎵晶體過程中表面徑向裂紋的成核位置及擴(kuò)展方向,分析結(jié)果表明:當(dāng)切削深度小于臨界切削深度時,徑向裂紋成核位置在磨粒的后方,裂紋擴(kuò)展方向與切削方向之間的夾角在33°左右;當(dāng)切削深度超過臨界切削深度時,徑向裂紋成核位置進(jìn)一步向磨粒后方移動,裂紋生成方向與刻劃方向之間的夾角在51°左右。為驗證理論分析結(jié)果,對氧化鎵晶體進(jìn)行了納米刻劃試驗,對比分析表明,氧化鎵應(yīng)力場的解析結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)高度一致。在線性加載條件下,Cube金剛石壓頭在氧化鎵晶體(010)晶面上產(chǎn)生的徑向裂紋偏轉(zhuǎn)角在33.37°~51.45°之間。