Zr基非晶合金微齿轮成形及性能研究

发布时间：2017-05-30 19:03

  本文关键词：Zr基非晶合金微齿轮成形及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微型齿轮作为MEMS器件的重要组成部分，目前正在朝着复杂化和微型化方向发展，其结构的精度和可靠性问题也随之变得越来越突出。非晶合金作为一种性能优良的材料，显示出其在微纳制备领域的巨大应用前景。本文以Zr基非晶合金作为研究材料，探索了微齿轮超塑性成形工艺，并对所制备微齿轮进行检测，实现了微尺度下齿轮装配及高速运转。主要研究内容如下： （1）在220K/min升温速率下，研究了Zr基非晶合金最佳成形温度区间以及保压时间对形变量的影响。之后通过统计实验研究了硅模具破碎原因，并配置夹具减小了超塑性成形过程中硅模具破碎概率。采用研究所得出的工艺参数，成形出轮廓清晰、齿形完整且依然保持非晶态的微齿轮。之后设计套刻工艺，制备出齿形完整的双层非晶齿轮。 （2）利用共聚焦显微镜对微齿轮的厚度、端面倾斜角度及表面粗糙度进行检测，从而验证微齿轮形貌满足其使用要求。并利用原位纳米力学测试系统测得了微齿轮的硬度及杨氏模量，以及不同加载速率下的载荷—位移图，，通过分析该图，得出加载速率一定时，在较高加载速率下，微齿轮更容易产生变形。 （3）研究了微型齿轮系装配工艺并设计装配方案。应用微型步进电机作为动力机构，搭建三自由度微动平台，实现了驱动轮与微齿轮系之间啮合运转。进行长时间高转速运转检测，分别观察了运转10h及100h后微齿轮磨损情况。之后将硅齿轮和非晶齿轮进行啮合运转，比较了不同材料啮合情况下润滑油液残余物能谱图，并通过冲击试验，验证了非晶合金良好的力学性能。 本文研究了Zr基非晶合金微齿轮成形工艺，并对所制备微齿轮进行性能检测，装配出可用于连续高速运转的微型齿轮系，为非晶合金微齿轮的制备及在微纳领域的应用提供工艺指导。
【关键词】：非晶合金 微齿轮 超塑性微成形 性能检测 微传动平台
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG139.8;TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 课题来源8
• 1.2 课题目的及意义8-9
• 1.3 非晶合金的发展及应用9-15
• 1.4 文章主要内容15-17
• 2 Zr 基非晶合金微齿轮成形研究17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 非晶合金微齿轮成形工艺研究17-24
• 2.3 非晶合金微型直齿轮成形及 XRD 检测24-27
• 2.4 双层微型齿轮模具制备及齿轮成形27-29
• 2.5 本章小结29-31
• 3 Zr 基非晶合金微齿轮性能研究31-48
• 3.1 非晶合金微齿轮形貌检测31-34
• 3.2 非晶合金微齿轮机械性能检测34-37
• 3.3 非晶合金微齿轮传动平台37-42
• 3.4 非晶合金微齿轮高速运转性能检测42-44
• 3.5 非晶合金微齿轮与硅齿轮啮合运转分析44-47
• 3.6 本章小结47-48
• 4 总结与展望48-50
• 4.1 全文总结48-49
• 4.2 工作展望49-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-58
• 附录Ⅰ 攻读学位期间发表的学术论文和专利58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 冯亚林,李莉,李霁红,郝一龙;MEMS可靠性技术[J];微纳电子技术;2002年03期

  本文关键词：Zr基非晶合金微齿轮成形及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：407722