[发明专利]一种单颗金刚石磨粒超声振动刻划硅片的实验装置及方法

权利要求书

1.一种单颗金刚石磨粒超声振动刻划硅片实验装置，其特征在于：所述的单颗金刚石磨粒超声振动刻划硅片实验装置包括测力仪(1)、斜面平台(2)、金刚石尖状刀具(3)、条状刀盘(4)、键(5)、第二螺钉(6)、第一螺钉(7)、第三螺钉(9)、刀柄(10)、动平衡刀具(11)、超声振子夹具(12)、超声振子(13)、弧形压板(14)、直线滑轨(15)、滑块(16)和连接板(17)；其中，所述的测力仪(1)连接声发射系统；超声振子夹具(12)包括底板(12-1)和两个支撑座(12-2)，底板(12-1)利用第一螺钉(7)固定在测力仪(1)的顶面上，两个支撑座(12-2)的下端间隔安装在底板(12-1)的顶面一侧；直线滑轨(15)沿左右方向安装在底板(12-1)的顶面另一侧；滑块(16)以滑动的方式安装在直线滑轨(15)上；斜面平台(2)的边缘利用螺钉固定在连接板(17)的顶面上，连接板(17)的底面固定在滑块(16)上，因此连接板(17)连同斜面平台(2)和滑块(16)一起能够沿直线滑轨(15)左右移动，斜面平台(2)的顶面用于放置试样(8)且顶面上靠近支撑座(12-2)的一端低于另一端的高度；条状刀盘(4)的底面一端从外向内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个相对应的刀具安装孔(4-4)，中部沿垂直方向形成有一个贯通孔(4-6)，贯通孔(4-6)的上端口处安装一个卡环(4-5)；金刚石尖状刀具(3)的上端螺纹连接在条状刀盘(4)上第一至第三螺孔(4-1，4-2，4-3)中的任一螺孔内，并且实验时下端的刀尖接触在试样(8)的表面；动平衡刀具(11)的上端固定在条状刀盘(4)上一个与金刚石尖状刀具(3)安装位置相对应的刀具安装孔(4-4)内，并且金刚石尖状刀具(3)下端的刀尖伸出长度大于动平衡刀具(11)下端的刀尖伸出长度；刀柄(10)的下端插入在卡环(4-5)内并利用从下向上贯穿贯通孔(4-6)的第三螺钉(9)固定住，两侧下部分别利用键(5)和第二螺钉(6)固定在卡环(4-5)的两侧部位，上端固定在数控机床的主轴端面上；超声振子(13)的中部利用弧形压板(14)固定在斜面平台(2)的支撑座(12-2)上，并且一端螺纹连接在斜面平台(2)的侧面上。

2.根据权利要求1所述的单颗金刚石磨粒超声振动刻划硅片实验装置，其特征在于：所述的斜面平台(2)采用航空铝合金材料制成，总质量小于500g，顶面倾斜角度为0.2度，顶面粗糙度小于Ra0.1，平面度等级小于IT2。

3.根据权利要求1所述的单颗金刚石磨粒超声振动刻划硅片实验装置，其特征在于：所述的动平衡刀具(11)的刀尖伸出长度比金刚石尖状刀具(3)的刀尖伸出长度小2mm。

4.根据权利要求1所述的单颗金刚石磨粒超声振动刻划硅片实验装置，其特征在于：所述的金刚石尖状刀具(3)采用金刚石角度刀，其中刀尖部位的形状是正四棱锥形，相对棱面夹角为115度，顶部横刃长度为0.2～50μm。