Zr基非晶合金微齒輪成形及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2017-05-30 19:03
本文關(guān)鍵詞:Zr基非晶合金微齒輪成形及性能研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:微型齒輪作為MEMS器件的重要組成部分,目前正在朝著復(fù)雜化和微型化方向發(fā)展,其結(jié)構(gòu)的精度和可靠性問(wèn)題也隨之變得越來(lái)越突出。非晶合金作為一種性能優(yōu)良的材料,顯示出其在微納制備領(lǐng)域的巨大應(yīng)用前景。本文以Zr基非晶合金作為研究材料,探索了微齒輪超塑性成形工藝,并對(duì)所制備微齒輪進(jìn)行檢測(cè),實(shí)現(xiàn)了微尺度下齒輪裝配及高速運(yùn)轉(zhuǎn)。主要研究?jī)?nèi)容如下: (1)在220K/min升溫速率下,研究了Zr基非晶合金最佳成形溫度區(qū)間以及保壓時(shí)間對(duì)形變量的影響。之后通過(guò)統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究了硅模具破碎原因,并配置夾具減小了超塑性成形過(guò)程中硅模具破碎概率。采用研究所得出的工藝參數(shù),成形出輪廓清晰、齒形完整且依然保持非晶態(tài)的微齒輪。之后設(shè)計(jì)套刻工藝,制備出齒形完整的雙層非晶齒輪。 (2)利用共聚焦顯微鏡對(duì)微齒輪的厚度、端面傾斜角度及表面粗糙度進(jìn)行檢測(cè),從而驗(yàn)證微齒輪形貌滿足其使用要求。并利用原位納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)得了微齒輪的硬度及楊氏模量,以及不同加載速率下的載荷—位移圖,,通過(guò)分析該圖,得出加載速率一定時(shí),在較高加載速率下,微齒輪更容易產(chǎn)生變形。 (3)研究了微型齒輪系裝配工藝并設(shè)計(jì)裝配方案。應(yīng)用微型步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力機(jī)構(gòu),搭建三自由度微動(dòng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)輪與微齒輪系之間嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)檢測(cè),分別觀察了運(yùn)轉(zhuǎn)10h及100h后微齒輪磨損情況。之后將硅齒輪和非晶齒輪進(jìn)行嚙合運(yùn)轉(zhuǎn),比較了不同材料嚙合情況下潤(rùn)滑油液殘余物能譜圖,并通過(guò)沖擊試驗(yàn),驗(yàn)證了非晶合金良好的力學(xué)性能。 本文研究了Zr基非晶合金微齒輪成形工藝,并對(duì)所制備微齒輪進(jìn)行性能檢測(cè),裝配出可用于連續(xù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的微型齒輪系,為非晶合金微齒輪的制備及在微納領(lǐng)域的應(yīng)用提供工藝指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】:非晶合金 微齒輪 超塑性微成形 性能檢測(cè) 微傳動(dòng)平臺(tái)
【學(xué)位授予單位】:華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TG139.8;TH132.41
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 1 緒論8-17
- 1.1 課題來(lái)源8
- 1.2 課題目的及意義8-9
- 1.3 非晶合金的發(fā)展及應(yīng)用9-15
- 1.4 文章主要內(nèi)容15-17
- 2 Zr 基非晶合金微齒輪成形研究17-31
- 2.1 引言17
- 2.2 非晶合金微齒輪成形工藝研究17-24
- 2.3 非晶合金微型直齒輪成形及 XRD 檢測(cè)24-27
- 2.4 雙層微型齒輪模具制備及齒輪成形27-29
- 2.5 本章小結(jié)29-31
- 3 Zr 基非晶合金微齒輪性能研究31-48
- 3.1 非晶合金微齒輪形貌檢測(cè)31-34
- 3.2 非晶合金微齒輪機(jī)械性能檢測(cè)34-37
- 3.3 非晶合金微齒輪傳動(dòng)平臺(tái)37-42
- 3.4 非晶合金微齒輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)性能檢測(cè)42-44
- 3.5 非晶合金微齒輪與硅齒輪嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)分析44-47
- 3.6 本章小結(jié)47-48
- 4 總結(jié)與展望48-50
- 4.1 全文總結(jié)48-49
- 4.2 工作展望49-50
- 致謝50-51
- 參考文獻(xiàn)51-58
- 附錄Ⅰ 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和專利58
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條
1 馮亞林,李莉,李霽紅,郝一龍;MEMS可靠性技術(shù)[J];微納電子技術(shù);2002年03期
本文關(guān)鍵詞:Zr基非晶合金微齒輪成形及性能研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):407722
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