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單晶硅超精密加工技術(shù)仿真

單晶硅超精密加工技術(shù)仿真

定 價:¥69.00

作 者: 史立秋 著
出版社: 機械工業(yè)出版社
叢編項: 制造業(yè)高端技術(shù)系列
標 簽: 暫缺

ISBN: 9787111650911 出版時間: 2020-05-01 包裝: 平裝
開本: 16開 頁數(shù): 100 字數(shù):  

內(nèi)容簡介

  單晶硅作為一種典型的硬脆半導(dǎo)體材料,廣泛應(yīng)用于微電子領(lǐng)域。超精密加工技術(shù)可以實現(xiàn)硅表面的高質(zhì)量加工,但加工方法需要很高的實驗條件和工作成本?!秵尉Ч璩芗庸ぜ夹g(shù)仿真》以材料力學(xué)、超精密加工等學(xué)科為理論基礎(chǔ),建立單晶硅超精密車削的有限元和分子動力學(xué)模型,優(yōu)化切削參數(shù)以及刀具參數(shù),解決傳統(tǒng)研究中只能通過大量實驗來確定工藝參數(shù)的弊端,降低實驗成本,提高加工效率?!秵尉Ч璩芗庸ぜ夹g(shù)仿真》適合從事超精密加工技術(shù)研究的科研工作者、工程技術(shù)人員或高校教師、本科生、研究生閱讀,也可以作為科普讀物,加深讀者對這一領(lǐng)域的了解。

作者簡介

暫缺《單晶硅超精密加工技術(shù)仿真》作者簡介

圖書目錄

目 錄
前 言
第1章 緒論.......................................................................................................................................1
1.1 單晶硅超精密切削加工的發(fā)展現(xiàn)狀.......................................................................................2
1.1.1 單晶硅脆塑性轉(zhuǎn)變機理研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀....................................................................2
1.1.2 金剛石刀具的超精密加工現(xiàn)狀........................................................................................4
1.2 切削的有限元仿真發(fā)展現(xiàn)狀...................................................................................................6
1.2.1 有限元軟件的選擇和簡介................................................................................................6
1.2.2 有限元超精密切削的仿真研究現(xiàn)狀................................................................................7
1.3 單晶硅超精密切削的分子動力學(xué)仿真發(fā)展現(xiàn)狀...................................................................9
第2章 超精密切削有限元理論研究及模型建立...............................................................12
2.1 切削的基本理論.....................................................................................................................12
2.1.1 切削變形區(qū)......................................................................................................................12
2.1.2 超精密切削機理及最小切削深度..................................................................................13
2.2 有限元法的概述.....................................................................................................................16
2.3 非線性有限元基礎(chǔ)與求解方法.............................................................................................17
2.3.1 非線性問題的分類..........................................................................................................17
2.3.2 非線性有限元的求解方法及迭代的收斂判據(jù)..............................................................21
2.4 Marc超精密切削的有限元建模............................................................................................23
2.4.1 建立超精密切削的幾何模型..........................................................................................24
2.4.2 建立刀具和工件的材料模型..........................................................................................24
2.4.3 建立接觸摩擦模型..........................................................................................................25
2.4.4 邊界條件的定義..............................................................................................................27
2.4.5 建立切屑的分離模型......................................................................................................27
2.4.6 熱機耦合..........................................................................................................................29
2.5 本章小結(jié).................................................................................................................................30
第3章 單晶硅二維精密切削過程的有限元仿真和結(jié)果分析.......................................31
3.1 切屑形狀的研究.....................................................................................................................31
3.1.1 切屑形成機理的研究......................................................................................................31
3.1.2 刀具幾何參數(shù)對切屑形狀的影響..................................................................................32
3.1.3 切削參數(shù)對切屑形狀的影響..........................................................................................34
3.2 單晶硅精密切削中切削力的研究.........................................................................................35
3.2.1 切削力隨時間的變化規(guī)律..............................................................................................35
3.2.2 刀具幾何參數(shù)對切削力的影響......................................................................................37
3.2.3 切削參數(shù)對切削力的影響..............................................................................................38
3.3 單晶硅精密切削中的應(yīng)力場分析.........................................................................................38
3.3.1 單晶硅應(yīng)力場的分布......................................................................................................38
3.3.2 刀具幾何參數(shù)對應(yīng)力的影響..........................................................................................39
3.3.3 切削參數(shù)對應(yīng)力的影響..................................................................................................41
3.4 單晶硅精密切削中的溫度場分析.........................................................................................43
3.4.1 單晶硅超精密切削的切削溫度場..................................................................................43
3.4.2 刀具幾何參數(shù)對切削溫度的影響..................................................................................45
3.4.3 切削參數(shù)對切削溫度最大值的影響..............................................................................46
3.5 本章小結(jié).................................................................................................................................47
第4章 單晶硅超精密切削實驗及有限元模型的驗證.....................................................48
4.1 超精密切削系統(tǒng)的建立.........................................................................................................48
4.1.1 超精密加工系統(tǒng)組成......................................................................................................48
4.1.2 超精密加工系統(tǒng)原理......................................................................................................50
4.2 超精密切削的實驗研究.........................................................................................................50
4.3 本章小結(jié).................................................................................................................................53
第5章 單晶硅納米加工的三維仿真......................................................................................54
5.1 三維有限元建模.....................................................................................................................54
5.2 單晶硅晶面的選擇.................................................................................................................57
5.3 單晶硅微納結(jié)構(gòu)的加工.........................................................................................................60
5.4 本章小結(jié).................................................................................................................................63
第6章 單晶硅超精密切削的分子動力學(xué)建模...................................................................64
6.1 分子動力學(xué)仿真方法.............................................................................................................64
6.1.1 分子動力學(xué)仿真的基本思想和理論..............................................................................64
6.1.2 周期性邊界條件..............................................................................................................65
6.1.3 分子動力學(xué)系統(tǒng)的運動方程..........................................................................................67
6.1.4 積分算法與勢函數(shù)..........................................................................................................68
6.1.5 系綜概念..........................................................................................................................71
6.1.6 時間步長..........................................................................................................................73
6.2 分子動力學(xué)仿真步驟.............................................................................................................74
6.3 仿真模型的建立.....................................................................................................................76
6.4 本章小結(jié).................................................................................................................................77
第7章 硅表面超精密切削的分子動力學(xué)仿真與分析.....................................................78
7.1 單晶硅切削過程的仿真.........................................................................................................78
7.1.1 仿真模擬參數(shù)設(shè)定..........................................................................................................78
7.1.2 弛豫分析..........................................................................................................................79
7.2 切削物理參數(shù)分析.................................................................................................................80
7.2.1 原子間勢能分析..............................................................................................................80
7.2.2 切削力分析......................................................................................................................81
7.3 單晶硅納米切削機理分析.....................................................................................................83
7.4 本章小結(jié).................................................................................................................................84
第8章 加工參數(shù)對硅表面切削過程的影響........................................................................85
8.1 切削深度對仿真結(jié)果的影響.................................................................................................85
8.2 切削速度對仿真結(jié)果的影響.................................................................................................87
8.3 刀具前角對仿真結(jié)果的影響.................................................................................................89
8.4 刀尖形狀對仿真結(jié)果的影響.................................................................................................92
8.5 本章小結(jié).................................................................................................................................94
參考文獻............................................................................................................................................95

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