碳化硅是现代社会发展中出现的一种新型材料，其具有比刚度大、稳定性好、质地轻等优点，国际上已将其作为空间光学遥感器中的反射镜材料进行研究。现阶段，随着技术水平的不断提高，碳化硅材料得到了迅速的发展，并在工业领域内得到了广泛的应用，但要想完全体现出其优异的性能，加工技术是我们必须攻克的“堡垒”，针对碳化硅硬度大，机械加工难的特点，本文进行了碳化硅材料磨削技术的基础研究，并取得了较好的实验结果。

1　碳化硅材料性能

碳化硅成型使用反应烧结法，也称为自结合法或渗硅法，它是用Q-SiC和石墨按一定比例混合压成坯体，加热到1 650℃左右，通过液相或气相将Si渗入坯体，使之完成。碳化硅反应烧结的原理使SiC具有许多其它材质所没有的优良特性：(1)比刚度大，单位载荷引起结构的变形小，尺寸稳定性好，可以降低反射镜的厚度，做成蜂窝状结构起到减重的目的，反射镜与框一体化，减少装调误差；(2)热变形系数小，抗热震性性能优越，可使镜体在较宽的温度范围内具有良好的热稳定性，降低对热控系统的要求，减少热控系统的质量和功耗；(3)良好的热传导性能，当环境温度变化时，材料内部很容易达到温度平衡，不会引起很大的内应力，对环境适应能力强，寿命长。

2　碳化硅材料的磨削工艺

2.1　碳化硅材料的磨削加工

需要加工碳化硅工件的工艺要求：表面TTV（平面度）为5 μm，表面粗糙度小于40 nm，首先设计使用树脂结合剂金刚石砂轮，为了实现晶圆的延性域磨削，提高磨削质量，通过减小砂轮轴向进给速度实现微小磨削深度，因此，要求设备的进给运动分辨率小于0.1 μm，进给速度最小0.1 μm/s。另外，为了提高减薄工艺的效率，进给系统在满足低速进给的前提下，尽可能实现高速返回。磨削加工原理图如图1所示。

图1　磨削加工原理

磨削加工使用目前的主流In-feed磨削原理，在磨削过程中，砂轮和碳化硅工件同时旋转，砂轮高速旋转，旋转速度保持不变，工件低速旋转，磨轮进给速度和工件旋转速度在磨削过程中根据阶段不同，实现变速。一般磨削加工过程分以下几个阶段，分别是高速进给阶段，空进给阶段，P1阶段，P2阶段，P3阶段，高速返回阶段，磨削过程的各阶段设定的砂轮进给速度和进给量都是不同的，使用5组参数对加工件进行了磨削，进给量与表面粗糙度的试验结果如图2所示。

图2　砂轮进给量与粗糙度关系

从图2可以得出，砂轮的进给量越小，工件的表面粗糙度越好，面形精度越高，在加工过程中，可以根据要达到的表面粗糙度，选择合适的进给量。

油石在线修整系统包括：承片台机构、主轴砂轮磨削机构、油石修整机构。油石在线修整的基本原理：主轴磨削机构先运动到相对承片台机构标定的第一预定位置，同时油石修整机构也运动至相对于承片台机构标定的第二预定位置，此时砂轮表面同时与油石表面和承片台表面相接触，实现边磨削碳化硅材料边修整砂轮的目的，增加碳化硅材料的去除量，提高碳化硅材料的加工效率和表面加工精度，同时保证砂轮的磨削能力。

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式中：vc为砂轮速度；vw为工件速度；fr为径向进给量；do为砂轮直径；e为砂轮的粒度号。

通过对碳化硅材料磨削工艺的研究，摸索出适合碳化硅材料的磨削加工工艺方法和工艺参数，根据磨削过程中遇到的技术难题，开展了油石在线修整的磨削加工技术研究。本文介绍的油石在线修整的加工方法不仅适用于碳化硅超硬材料，对于蓝宝石，陶瓷等硬材料的磨削加工也同样适用。

[1]　韩媛嫒，张宇民.国内外碳化硅反射镜及系统研究进展[J].工程材料，2005，(6)：59-63.

2.2　油石在线修整的磨削加工

油石在线修整技术专门应用于超硬的材料磨削，在磨削工件的同时利用油石有效去除附着于砂轮上的颗粒，修锐砂轮，保持砂轮有很好的磨削能力，同时保证了磨削加工的效率。具体加工过程如下图3所示。

图3　油石修整加工原理图

在磨削过程中，即使表面粗糙度较低，但每次切削量也不能太大，要有一定限度。最大切削厚度：

根据公式(1)可以看出，切削量与砂轮速度、直径及粒度、工件转速和进给量均有关。当h太大时，砂轮会突然停止磨削，工件局部去除量太大，工件表面也会出现凹陷，导致工件报废。

采用油石在线修整的加工方法一方面可以去除堵塞在砂轮表面的磨屑，使磨粒凸出到砂轮表面，另外一方面，当磨轮变钝时，通过修锐使其重新锋利，使磨削切入过程更加容易。通过实验证明，在磨削去除量大的情况下，使用油石在线修整的方式磨削工件可以达到工艺要求。

3　结论

经过在显微镜下观察砂轮的面形得出：去除量太大时，由于碳化硅材料硬度太大，砂轮片的磨粒在摩擦、挤压的作用下，它的棱角逐渐磨圆变钝，磨屑嵌在砂轮表面的孔隙中，会造成金刚石砂轮堵塞，导致砂轮磨削能力和磨削效率下降，工件表面出现凹凸不平。为了解决此问题，改进了磨削加工工艺，增加了油石在线修整工艺。

参考文献：

按装SSAS后，船舶在海上一旦发生或确定将要发生保安事件，就可以立即启动报警按钮（启动后不发光，不发声，并且其在船上的位置除了船长、SSO外其他人均不被知道），缔约国港口或主管机关一旦收到该信号后会立即派就近的海军或其他海上反控组织前往救援。

[2]　徐清兰，伍凡.单晶硅镜面超光滑表面工艺技术研究[J].光电工程，2003，30(5)：69-72．

例3 如图10，在Rt△ABC中，∠ABC=90°，AB=8，BC=6，四边形DEFG是△ABC的内接矩形，点E，F分别在边AB，BC上，点D、G在边AC上，H是矩形DEFG对角线的交点，求线段CH长度的最小值.

[3]　范镝，张学军.反应烧结碳化硅平面反射镜的光学加工与检测[J].光学技术，2003，29(6)：667-674.

[4]　王振龙，狄士春.机械制造工艺学[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999，37-260.

Cd从液相进入固相的过程可用吸附等温线进行定量分析，以此了解Cd与土壤间的相互作用，并揭示其中的吸附机理[15]。图2表明，由于不同地区土壤类别及其理化性质的差异，9个地区供试土壤对Cd的吸附能力存在明显差异。且土壤颗粒对Cd的吸附量随液相中Cd浓度的升高而增大，在低浓度区，呈线性正相关趋势。9个地区土壤对Cd的吸附等温线与解吸等温线之间差异明显，表明Cd在9个地区的土壤中存在解吸迟滞作用。