我的開題報告

低壓射流輔助激光加工硅材料的試驗研究,目 錄,研究的意義及目標(biāo),實驗內(nèi)容,研究總體思路,研究需要注意的問題,設(shè)備示意圖,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第一章 研究的意義及目的,太陽能電池,硅材料,Text in here,Tile,集成電路板,航空電池板,近幾年光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢,最近10 年，整個世界的光伏產(chǎn)業(yè)以平均每年30%的速度遞增,中國2004-2009 年的年均增長率達(dá)到了100%,2011 年中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈中，多晶硅企業(yè)70 多家，硅片企業(yè)60 多家，光伏電池組件企業(yè)700 多家。行業(yè)年產(chǎn)值超過3000 多億元，進(jìn)出口總額220 億美元，就業(yè)人數(shù)達(dá)30 萬人,硅材料的加工所需切削力很大，剪切變形很小。傳統(tǒng)機(jī)械加工方法對此類材料加工效率很低。激光加工方法是一種很好的加工此類材料的方法。,激光打孔,激光刻槽,激光切割,激光加工硅材料過程中容易出現(xiàn)的問題,裂 紋,重凝層,激光光斑照射范圍內(nèi)的材料經(jīng)過熔化、氣化過程,是一種熱去除加工方法，由于加工范圍很小，極易在加工處形成熱應(yīng)力集中區(qū)，在材料周圍產(chǎn)生熱應(yīng)力梯度。從而導(dǎo)致材料產(chǎn)生裂紋、崩裂問題，同時熔化后的熔渣產(chǎn)生重凝層也是激光加工硅材料的一大缺陷,研究目標(biāo),考慮到硅材料加工自有的特點，以及激光加工與化學(xué)加工各自的特點，我們所設(shè)計的課題提出了低壓態(tài)化學(xué)腐蝕液輔助激光加工概念。 設(shè)計出一套新穎的加工設(shè)備以實現(xiàn)在降低硅材料加工成本的同時，提高其加工質(zhì)量的目的。通過設(shè)計出的加工設(shè)備來對硅材料進(jìn)行切槽加工，觀察加工表面的質(zhì)量，計量其加工效率及加工成本，來驗證該方法的重要價值。,第二章 實驗內(nèi)容,1、提出低壓態(tài)化學(xué)腐蝕液輔助激光加工概念,激光加工,化學(xué)腐蝕,射流壓力,4、利用正交實驗法，以激光脈沖能量、重復(fù)頻率、脈沖寬度和掃描速度等為因素,研究在單激光加工條件下，得到最好實驗效果時激光的各項參數(shù)。,3、 試驗不同的腐蝕液(KOH溶液、HCl溶液等)對硅材料蝕除量和表面質(zhì)量的影響規(guī)律，找出加工效率和表面質(zhì)量最高的腐蝕液,2、設(shè)計研制出一個能隨時調(diào)節(jié)介質(zhì)噴射壓力和腐蝕液可循環(huán)使用的半密封裝置，采用一定的控制裝置確保激光和液體射流束對材料進(jìn)行同步加工。,實驗內(nèi)容,5、在激光各項參數(shù)已知條件下，以介質(zhì)流的噴射角度、噴射壓力、溶液濃度等參數(shù)來研究復(fù)合加工對工件粗糙度、尺寸精度、形狀精度及加工區(qū)域邊緣質(zhì)量的影響。,6、利用掃描電鏡對試樣加工表面進(jìn)行微觀形貌觀察,并進(jìn)行成分能譜分析。通過其表面微觀形貌和成分能譜曲線,分析復(fù)合加工的加工機(jī)理。,第三章 研究總體思路,激光為主要加工工具，對硅材料進(jìn)行去除加工，對于引入的低壓射流化學(xué)溶液，其主要作用是對激光加工中產(chǎn)生的熔凝層進(jìn)行帶有一定指向性的腐蝕去除 ，同時降低加工處的溫度梯度，減少裂紋,利用正交分析法對激光的能量、脈寬、頻率、加工速度等因素進(jìn)行優(yōu)化選擇，以材料去除率為標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合表面質(zhì)量狀況，選擇理想的幾套激光參數(shù)方案，同時記錄相關(guān)參數(shù)的實驗結(jié)果,選擇先前優(yōu)化后的激光參數(shù)，引入低壓化學(xué)腐蝕液，同樣利用正交實驗法，以溶液的濃度、溫度、介質(zhì)流的噴射速度等為參考因素，對硅材料進(jìn)行切槽加工，選擇加工質(zhì)量合適的實驗結(jié)果,兩套實驗結(jié)果進(jìn)行分析，得出相關(guān)結(jié)論,第四章 研究需要注意的問題,1、介質(zhì)射流會腐蝕工作臺及精密實驗儀器，所以必須對整個實驗裝置采取一定的安全措施。 解決辦法：利用透光聚酯防腐板材制作腐蝕液的盛裝容器，研制防腐蝕液噴濺裝置，確保加工安全 ，同時能夠保證化學(xué)腐蝕液可循環(huán)使用,2、射流束對工件進(jìn)行加工時，腐蝕液與工件發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其回流到槽體的溶液濃度可能因此有