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隨著各種電子產品的推陳出新,除了整體產品輕、薄、短、小等基 本需求外,通常在高功能、高傳輸、高效率等條件操作下,各種晶片、元件(例如CPU等)皆需在正常操作溫度下,方可發揮其效能,然而元件在操作時會產生 熱,如不將廢熱移除,會使得元件溫度提高,效率降低進而損傷元件,因此整體產品或元件之散熱功率需求將愈來愈高。

將廢熱藉由熱傳導方式,從元件傳至散熱片(Heat Sink), 再經由熱對流或熱輻射方式使熱散失,此方法可有效地降低元件溫度,然而,在熱經由電子元件表面傳導至散熱片時,電子元件及散熱片表面均非平 坦、光滑,使兩者間無法完全貼合而產生縫隙,空氣為熱的不良導體,介面間產生縫隙時會使熱傳效率大幅降低,因此需要熱介面材料來填補縫隙,以增進熱傳效 率。

熱介面材料廣義的定義為介於發熱源與散熱器材的中間介質,除了一般常見的介於晶片與散熱鰭片間的 TIM(Thermal Interface Materials)或PCM(Phase Change Materials),還包含LED散熱基板的MCPCB(Metal Core PCB)中的介電絕緣導熱層。在電子產品之散熱途徑中,熱介面材料為散熱功率高低之關鍵材料。

熱介面材料發展現狀
一般高分子材料之熱傳導值皆落在0.2 W/mK左右,因此要提升材料的熱傳導值便需加入高導熱的陶瓷粉體、奈米碳管、奈米石墨片(Graphene)等。

使用奈米碳管做為高導熱粉體添加於樹脂中,始終未能得到令人滿意的熱傳導值提升效果,推究其因,第一為碳管的長徑比 (Aspect Ratio)不足,第二為碳管在表面處理或分散過程中,碳管缺陷增多,導致本身熱傳導值下降,但大部分原因在於碳管與樹脂間相容性差,兩者間介面熱阻過 大,聲子在傳熱時易被散射,整體材料熱傳導特性無法提升。美國Georgia Institute of Technology 便將CNT做表面處理,降低粉體與樹脂間介面熱阻,以提升熱介面材料之熱傳導值,主要先將多層的奈米碳管(MWCNT)經由微波(Microwave)或 紫外線及臭氧(UV/Ozone)方式處理,再與環氧樹脂(Epoxy)做成複合材料。


圖二、CNT-polymer組成物的製備過程,使用雙面PI膠帶做為轉移層

為了使奈米碳管與樹脂的介面相容性更好,而使用了微波(Microwave)或紫外線/臭氧(UV/Ozone)的 方式來處理碳管,其處理結果可先從水滴的接觸角(Contact Angles of Water Droplets)測試得知(表一),未處理前的奈米碳管水滴接觸角為156°,經由微波處理後水滴接觸角為72°, UV/Ozone處理過後則是無法測到水滴接觸角,此結果指出UV/Ozone比微波處理能更有效將碳管表面官能基化(Carboxyl or Hydroxyl Groups)。

在表二中整理了不同處理方法的熱導係數,其測量方法為非接觸式的雷射閃光法(Contact-free Laser Flash Method, LFA 447)。由此可知,經由微波處理後,碳管複合材料有較高的熱導係數(2.6 W/mK),其主因是微波處理可純化碳管,且將部分碳管表面官能基化而使其與樹脂有較好的相容性;雖然經由UV/Ozone處理過的碳管有更多的官能基, 但也破壞了碳管的大部分表面而缺陷增多,使CNT本身熱傳導值大幅降低。

在一個熱介面材料中,熱導值除了決定於所填充之粒子與基材本身之熱導值,也決定填充粒子在基材中所占的體積比;除此之外,填充粒子的粒徑分布與在基材中的分散情形,對材料整體之熱導值也扮演著重要的角色。
而粒子在基材中的分布情形,假設當不同大小的顆粒自由落下時,每個粒子可到達離底部的最低位子(圖八),粉體粒徑對熱導值之影響如圖九所示。

在粒子體積分率為40%、45%、50%時,粒徑分布越大,所得到的熱導值也越高,但是在體積比為55%時, 卻不是 粒徑分布最大的有著最高的熱導值,這是因為一開始在粒徑分布增大時,粒子間的碰觸機會增加而增多了熱傳通路,因而熱傳時的阻值隨之降低,進而提高熱導值; 相對地,粒徑分布的增加,也伴隨著熱傳粉體之可接觸面積減少,以及在材料表面粒子填充數目的減少,這些不利因素使得在體積比為55% 時,熱導值並不會隨著粒徑分布的增大而增大。


圖九、粉體填充體積分率為50%時,粒徑分布對於熱傳導值的影響

熱介面材料市場趨勢
由於矽氧烷類較一般有機樹脂有較好的耐溫性及抗化性,而導熱粉體仍是以氧化鋁成本最低,所以目前市場上構成熱介面材料主要還是以矽氧烷類及氧化鋁為大宗。

市面上熱介面材料大致可分為有一定形狀之固體狀(如Pad)、無定形液體狀(如Grease)兩類,固體狀主要應用 於如LCD TV民生用品上,價格是最主要競爭方向,材料本身之熱傳導值、低硬度、耐燃性或絕緣性等機能,也是主要之附加價值;液體狀熱介面材料則朝可薄膜塗佈化、低 黏度化及不油膩沾黏等特性發展。目前市場動向、需求發展如表七至表九所示……以上內容為重點摘錄,如欲詳細全文請見原文

作者:林振隆/工研院材化所
本文節錄自「工業材料雜誌283期」,更多資料請見:http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=8684

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帝 人化成跨入高熱傳導性PC樹脂的市場,研發出業界最高熱傳導率等級的PC樹脂。新技術係搭配特殊的石墨,除了可兼顧PC樹脂原本的剛性及強度以外,熱傳導 性也比以往的產品提高至10~100倍,該公司的產品項目除了一般性的PC樹脂以外,尚有難燃性PC樹脂的產品項目。目前以LED照明及OA機器為主,展 開推廣販售,期望可在3年後達到10億日幣的營業規模。 

近年PC及智慧型手機等可攜式機器對於高機能及小型化的需求,由中央運算裝置(CPU)等熱源的所發散的熱量大幅增 加。另外,隨著LED照明、屋外廣告看板、液晶電視等光源的正式普及採用,散熱對策遂成為製造商產品研發時最重要的課題。舊有樹脂產品的弱點為散熱性不 佳,該款高熱傳導性樹脂可大幅提高樹脂產品的散熱性能,可擴大應用至對於散熱特性有高度需求的照明、電子、汽車、OA機器等領域。

該公司採用特殊的石墨為填料,研發出三種一般型的產品,再加搭配特殊石墨及難燃劑,可兼具熱傳導性及難燃性的難燃性 產品項目共三種,合計六款產品。使用獨家搭配技術,將特殊石墨呈均一分散,可同時維持與以往產品相同的機械特性,還可實現高熱傳導率。通常PC樹脂的熱傳 導率為0.1~0.2W/m.K,帝人化成所研發出的一般類型產品熱傳導率為4~11W/m.K,難燃類型為1~4 W/m.K,難燃類型產品還通過美國安全檢查規格(UL)94的V-O(1.8mm)。

該公司產品的優勢除了高熱傳導特性以外,相較於多用於散熱材料的Aluminum die casting等金屬材料,其優點為可提高機器的輕量化及高設計自由度。已應用於螢光燈、Down Light、散熱風扇、Lamp Holder等LED相關照明的部分用途,目前已展開客戶端的樣品出貨,期望可早日達到實用化的目標。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯

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二十年前,切削液曾是非常便宜,在大多數加工過程的成本中,其所占比例不到3%。以至沒有誰會對此多加注意。可是,現在不一樣了,切削液在車間生產成本中所占比例上升為15%,這就不得不引起生產經營者的極大關注。

特別是那些含油的切削液已經成為一項很大的支出。更重要的是它的排放污染環境,國外環保部門要監控這些混合製劑的處理。而且,許多國家和地區也把它們劃歸為危險廢物,如果其中含有油和某些合金,還要採取更為嚴厲的控制措施。

再 有,許多高速加工工序加了切削液會產生煙霧,環保部門也限制切削液煙霧釋放量要在允許範圍內,職業安全和職工健康管理部門為了降低切削液煙霧排放允許值, 正在考慮一項諮詢委員會的建議。其中包括制定比較高的切削液的價格政策。因此,越來越多的廠家開始採用乾切,以避免這筆費用和與切削液處理相關連的麻煩。

以 前,金屬加工行業使用切削液已形成"習慣",所以推廣乾式切削的主要障礙是這種習慣勢力,他們認為切削液是取得良好加工表面、提高刀具壽命所必須的。也有 許多人認為變濕切為乾切,費用可能會更高。其實兩種看法都不對。對於多數金切件,乾切應該是"標準加工環境"。在高速下乾車、乾銑淬硬材料不僅可能,而且 更經濟。

關鍵是要知道如何正確地選擇刀具、機床和切削方法。儘管切削液在有些場合還是需要的,可是研究表明:由於今天的刀具材料有了很 大 發展,情況也在不斷的變化。新的硬質合金牌號特別是那些塗層牌號,在高速、高溫的情況下不用切削液,切削效率更高。事實上,對於間斷切削,切削區溫度越 高,越不適合用切削液。

先來看看銑削,假定 切削液能克服高速旋轉的銑刀引起的離心力,那它在到達切削區之前也就已經蒸發了,它的冷卻效果是很小的甚至沒有。而應用切削液刀具會產生溫度的激烈變化, 銑刀刀片自工件切出時冷卻,再切入時溫度又上升。儘管在乾切削時也有類似的加熱和冷卻迴圈產生,但是加了切削液這種溫度變化要大得多。溫度急劇變化在刀片 中產生應力,會導致裂紋的產生。

類似的情況 在車削中也會出現,例如用非塗層硬質合金,在速度高於130m/min時,車削中碳鋼,刀尖切入工件不到40秒,然後暴露在冷卻液中,就能很明顯地表現出 熱衝擊的損害。這種熱衝擊加快了月牙窪磨損和後面磨損,從而大大地縮短刀具壽命。對於大多數車削加工,乾切通常能延長刀具壽命。

然而,對於鑽削則是另一種情況。鑽削時切削液是必要的,因為它提供了潤滑和從孔中沖出切屑。沒有切削液,切屑可能粘在孔內,並且表面粗糙度平均值(Ra)可能達到濕鑽時的兩倍。在這種情況下,切屑液也能減少所需的機床扭矩,因為鑽頭邊緣上與孔壁接觸的點得到潤滑。

儘管塗層鑽頭也能夠起到類似切削液的潤滑效果,塗層還能減少切削力並能使磨擦阻力趨向最小。從總的效果來看,目前還不能完全代替切削液。用哪種型號的切削液要根據具體情況,潤滑性切削液用於低速加工難加工材料以及表面粗糙度要求較高時比較好。

而冷卻能力較高的切削液,可以增強易切削材料高速加工性能,可以用於有產生積屑瘤傾向或有嚴格的尺寸公差的情況下。

可是許多時候用了切削液取得了某些效果,但它需要很高的額外費用,也帶來非常有害的環境污染,這是不值得的。應該看到,現代的切削刀具能承受更高的切削熱,具備高速切削所需的性能。必要時可以用壓縮空氣從切削區吹走熱的切屑,以取代切削液。
▇ 在乾式切削中刀具材料的選用...............................................................................

1. 高速乾式切削最好的塗層是氮鋁鈦

現 今,切削液通常不再必要的重要原因是有了塗層。它們通過抑制從切削區到刀片(刀具)的熱傳導來減緩溫度的衝擊。塗層的作用就象一層熱屏障,因為它有比刀具 基體和工件材料低得多的熱傳導係數。因此,這些刀具吸收的熱量較少,能承受較高的切削溫度。無論是車削還是銑削,塗層刀具都允許採用更高效的切削參數,而 不會降低刀具壽命。

塗層厚度在2到18μm 之間,它在刀具性能方面起著重要的作用。較薄的塗層比厚的塗層在衝擊切削時,經受溫度變化的性能要好,這是因為較薄的塗層應力較小,不易產生裂紋。在快速 冷卻和加熱時,厚的塗層就象玻璃杯極快地加熱冷卻一樣,容易碎掉。用薄塗層刀片進行乾式切削可以延長刀具壽命高達40%,這就是物理塗層常用來塗圓形刀具 和銑刀片的原因。PVD塗層往往塗得比化學塗層要薄,與輪廓結合得較牢固。另外,PVD塗層可以在低得多的溫度下沉積在硬質合金上,因此,它們更多地應用 於非常鋒利的刃口及大的正前角銑刀、車刀。

雖 然塗層材料氮化鈦,在所有塗層刀具中佔有80%。然而在高速乾式切削的情況下,最好的PVD塗層是氮鋁鈦(TiAlN),它的性能在高溫連續切削時,優於 氮化鈦四倍,例如用於高速車削。TiAlN塗層對於處在較高的熱應力條件下的刀具,也勝過其他塗層。象乾式銑削及那些小直徑孔的深孔鑽削切削液難以到達的 部位。

TiAlN在切削溫度下比TiN更 硬,且具有熱穩定性,PVD塗層利用了它的抗化學磨損性能,它的硬度高達維氏3500度,它的工作溫度高達1470°F(800℃)。材料科學家推測:這 些性質可歸功於非結晶的氧化鋁薄膜,它是當高溫時塗層表面中的一些鋁氧化後,在切屑/刀具介面上形成的。

這項研究特意選用超薄多層PVD塗層,這種沉積過程產生的塗層由上百層組成,每一層僅有幾個納米厚。而一般的PVD塗層的沉積物只有幾層微米級厚度的塗層。

儘 管PVD塗層有很多優點,但是對於加工大多數黑色金屬,CVD塗層仍然是更受歡迎。在CVD加工過程中,沉積溫度比較高有助於提高結合強度,並且允許基體 中有較高的鈷含量,這樣刀刃的韌性好,提高抗塑性變形的能力。由於CVD塗層比PVD塗層厚,就要求在它們的刃口處進行鈍化,以防止塗層剝落,同時也能有 助於提高刀具的抗磨損性能。允許採用進給量可達0.035英寸/轉(0.9mm/r)。

CVD 是在刀具上沉積一層有用的氧化鋁的過程,這是人們熟知的最耐熱和抗氧化的塗層。氧化鋁是不良導體,它把刀具與切削變形而生成的熱量隔開,促使熱量流到切屑 中。這是一種極好的CVD塗層材料,主要用於在乾切時使用的硬質合金車刀。它在高速切削時還能保護基體,是最好的抗磨料磨損和月牙窪磨損的塗層。

塗 層刀片有較長的刀具壽命,它在乾式銑削比濕式銑削更穩定。更高切削速度會使切削溫度進一步升高。例如,在14000轉/分和1575英寸/分(40m /min)的切削速度下乾式切削加工鑄鐵,能把刀具前面的切削區加熱到600°~700℃。其金屬切除率就類似於銑削鋁,這時在鑄鐵上產生的溫度就高於常 規刀具。
2. 金屬陶瓷、陶瓷、CBN、PCD的選用

切 削速度越高就要求刀具材料更耐磨,還要求具有較高的熱硬性。金屬陶瓷、立方氮化硼以及兩種適合精細加工需要的陶瓷--氧化鋁和氮化矽(現代術語"陶瓷"包 含氧化鋁和氮化矽,而不象過去單指氧化鋁),它們的應用日漸普及。聚晶金剛石是另一種乾式切削情況下使用的刀具材料。在所有這些材料中,它們都有較高的紅 硬性和耐磨性,需要權衡考慮的是脆性較大。

 ◆. 金屬陶瓷
是 一種先進的硬質合金。金屬陶瓷比常規硬質合金能承受更高的切削溫度,但是缺乏硬質合金的耐衝擊性、在中型到重型加工時的韌性、以及在低速大進給時的強度。 金屬陶瓷在小的和不變的負荷時,也象常規硬質合金那樣,有差不多的刀刃強度。但是它在高切削速度下的耐高溫和耐磨性能更好,持續時間更長,加工的工件表面 更光潔。當用於加工軟的和粘性的材料時,它也有較好的抗積屑瘤性能,表面質量很好。

較好的高溫硬度來自配料時加入的鈦的化合物。金屬陶瓷是硬質合金的一種型式,它含有堅硬的鈦基化合物(碳化鈦、碳氮化鈦和氮化鈦),粘結劑是鎳或鎳鉬。由於金屬型粘結劑的溫度局限性,典型的金屬陶瓷牌號,在加工的材料硬度超過HRC40時,不具備足夠高的熱硬性。

金屬陶瓷比起塗層和非塗層硬質合金,對斷裂和進給引起的壓力更加敏感。因此,它最好用於高精度工件和表面質量要求較高時。理想的加工工序是切削那些連續的表面。

車 削碳鋼時,進給量的上限通常是0.025英寸/轉(0.635mm/r)。一般用途的銑削,可以在高的主軸速度、中等進給量的條件下進行。如果滿足這些條 件,在大量生產時金屬陶瓷能長時間地保持鋒利的切削刃。如果金屬陶瓷是在傳統的切削速度和進給量下使用,比起硬質合金刀具能改善了刀具壽命和表面質量,也 能提高生產率,對於切削合金鋼時其提高幅度為20%,對於切削碳鋼、不銹鋼和軟鐵時為50%。


 ◆. 陶瓷
陶瓷刀具類似於金屬陶瓷,它比硬質合金有更高的化學穩定性,可在高的切削速度下進行加工並持續較長的時間。純氧化鋁可以耐非常高的溫度,但是它的強度和韌性很低,工作條件如果不好,容易破碎。

為了減低陶瓷對破碎的敏感性,在企圖改善其韌性、提高耐衝擊性能時,加入了氧化鋯或加入碳化鈦與氮化鈦的混合物。儘管加入了這些添加劑,但是陶瓷的韌性比硬質合金還是低得多。

另一個提高氧化鋁陶瓷韌性的方法是在材料中加入結晶紋理或碳化矽晶須,通過這些特殊的平均起來僅有1納米直徑,20微米長很結實的晶須,相當程度地增加了陶瓷的韌性、強度和抗熱衝擊性能。在組成上,晶須可高達30%。

象氧化鋁一樣,氮化矽比硬質合金有更高的熱硬性。它耐高溫與機械衝擊的性能也比較好。與氧化鋁陶瓷相比它的缺點是在加工鋼時它的化學穩定性不很好。可是,用氮化矽陶瓷可在1450英尺/分(442m/min)或更高的速度下加工灰鑄鐵。

雖然使用陶瓷刀加工效率可以很高,但是應用必須正確。例如,陶瓷刀具不能用於加工鋁,而對灰鑄鐵、球墨鑄鐵、淬硬鋼和某些未淬硬鋼、耐熱合金則特別適合。可是對這些材料而言,應用得成功還有賴於開始切削之前刀具刃口外觀的準備、機器和裝備的穩定性和選用最佳的加工參數。


 ◆. CBN
CBN 是一種非常硬的刀具材料,通常最好用來加工硬度高於RC48的材料,它有極好的高溫硬度--高達2000℃,儘管比硬質合金要脆得多,比陶瓷耐熱性和化學 的穩定性要差,但是它比陶瓷刀具有較高的衝擊強度和抗破碎性能。對於切削淬硬金屬時,機床剛性可以稍差。此外,一些特製的CBN刀具能抵禦高功率粗加工的 切屑負荷,間斷切削的衝擊以及精加工時的磨損和切削熱。

對於要求嚴格的零件,應對設備進行適當的調整,以提高機器和裝備的剛性。刃口倒鈍應足夠大以防止微觀剝落和使刀具基體上有一定厚度的CBN層,這就能使刀具在高速、重負荷、劇烈的間斷負荷下工作。這些特點使CBN成為粗加工淬硬鋼和珠光體灰鑄鐵所選用的刀具材料。

刀 具帶有一薄層CBN是比較脆弱的,但是它用於加工淬硬的鐵合金又是比較好的刀具材料。CBN具有低的導熱係數和高的壓縮強度,經受得了由於高切削速度和負 前角產生的切削熱。在切削區內由於較高的溫度使工件材料軟化,有助於切屑的形成。負的幾何角度加強了刀具,穩定了切削刃,改善了刀具壽命和允許在小於 0.010英寸(0.254mm)的淺切深下進行加工。

在乾式車削淬硬工件的情況下,由於CBN刀具可以加工出小於16微英寸(0.4μm)的表面質量,並能控制±0.0005英寸(0.0127mm)的精度,因此常用它取代磨削工序。

CBN刀具很適合淬硬車削和高速銑削加工。而對於這個應用範圍,陶瓷和CBN是重疊的。因此,進行成本效益分析是非常必要的,以確定哪一種材料將提供最好的效果。


 ◆. PCD刀具
聚晶金剛石作為最硬的刀具材料,它是最耐磨的。它的硬度和耐磨性來自各金剛石晶體間無一定方位的粘結,這種晶體方位各異的排列抑制了裂紋的擴展。使用時,將PCD小片粘結到硬質合金刀片上,這可增加它的強度和抗衝擊性能,其刀具壽命是硬質合金的100倍。

然而,某些性能限制了它在很多加工工序的使用。其一是PCD對黑色金屬中鐵的親和力,引起化學反應,這種刀具材料只能用於加工非鐵零件。其二是PCD不能經受切削區超過600℃的高溫。因此,它不能切韌性、高延展性材料。

PCD刀具特別適於加工有色金屬,特別是對摩擦很厲害的高矽鋁合金。採用鋒利的切削刃和大正前角高效切削這些材料,使切削壓力和積屑瘤達到最小。
▇ 刃口強化、刀具幾何參數與排屑 .........................................................................

儘管近幾年物理的進步與應用開發,用金屬陶瓷、陶瓷、CBN和PCD製造的刀具仍然是比硬質合金要脆得多,不能經受太多的壓力,因此用這些材料製造的刀具必須結合其特點進行設計,即對它加強支撐、分散壓力。

這一點很重要。例如,為了要改變磨削力的方向,使力從切削刃往裏向著刀體,切削刃必須經過加工——刃口準備。有這樣三種刃口準備而且其大小還要適當:T型刃帶、強化、T型刃帶強化。


 ◆. T型刃帶
就是一個倒棱--在刃口上磨出的窄的平面,以取代較脆弱而鋒利的刀刃。刀具設計者的一個重要任務就是要找出最小的平面寬度和能賦予刀刃適當強度和壽命的角度;因為大的寬度和加強刀片的角度無疑會增切削力。

 ◆. 強 化
就是圓整一下鋒利的刃口。雖然強化不象T型刃帶那們有棱有角,但是強化對用於精加工的先進的刀片材料效果很好。這些強化刀具應該用於淺切深、低速進給、並保持切削壓力最小。

 ◆. T型刃帶強化
當強化用於倒棱的前面與後面相交處時,也能加強T型刃帶。在應用中,微小的剝落發生時(就象用陶瓷刀粗車鋼),強化能分散這些點上的壓力,沒有使倒棱變大而加強了刀具刃口。

刀 具設計者除了針對工件確定最適合的刀具刃口外,還必須優化刀具的幾何角度和排除切屑能力。通過增加後角來減小切削力和對刀具的壓力,也降低了切削區的溫 度。要使正前角盡可能地大,這樣由於較好的剪切作用能減少切削力。寬闊的容屑槽有助於切屑的排除,尤其是對鑽削和螺紋加工。

另 一個使切削力降低的方法是在高速下切削。為了提高效率,寧可在很高的主軸速度下,把大的進給量減小,而不用增加進給量的方式。此外,現在的銑刀比五年前要 精確得多,銑床和車床的機械穩定性、剛性也更高了,因而排除了可能的振動。所有這些都有利於脆的、較硬和耐磨的刀具材料的應用。

應 用能抗高溫刀具的另一個有利因素是切屑形成有極高的效率。例如切削鑄鐵,熱量使切削區的材料成為可塑體,這樣就降低了切削區工件材料的強度。其結果是比普 通粗加工金屬切除率增加三倍。因為進給速度很高,刀具對金屬材料切除得非常快,以至大量的熱量停留在切屑中,沒有時間傳到工件和使它變形。儘管切削溫度很 高,工件溫升卻很小,比起在常規用量下切削所得到的工件精度也要高。

用低軸向力精加工也能使工件、夾具、機床靜變形最小化。這樣的工序要求利用粗齒銑刀,低進給和銑刀高轉速。由於夾持工件所需夾緊力小,工裝夾具可以簡單。對於棱形工件有較寬敞的銑刀通道。
▇ 乾式切削需要考慮的事項 .....................................................................................

採用乾式切削加工時,選定正確的機床和恰當的裝備是很重要的。因為速度特別快,材料又常常較硬,乾式切削加工時切削溫度很高,機床必須剛性足、馬力大。

在加工中心上進行乾式切削之前,操作者應該儘量保持其工具伸出長度較短,主軸是處在剛度最佳的情況下,還要考慮機床的速度、額定功率。

談 到車床工近淨成型(nearnet shape)的和淬硬的零件,刀具轉塔可以對著機床剛性強的方向進行加工,因為這個方向的長導軌能把切削力分散。設計得好的機床,能直接在短導軌上分散這 些切削力,並且刀架由最少的零件組成,卻能移動和支撐刀具。在相對於柔性更重視精度時,則應該考慮用螺栓將一組刀具直接固定在橫拖板上避免回轉分度機構。

熱穩定性對精度是非常關鍵的。一些製造商採用軟體提高了他們的加工中心的精度,這些軟體補償了溫度的影響。然而,控制溫度應該從有效地排除熱切屑開始,因此要排除密封的工作區內部重要的熱源。

優秀的機床設計,機床裏沒有那些能聚集切屑的窪坑和高臺。用排屑螺旋與傳送器儘快將切屑排出機床外,而不用切削液協助沖走。如果排屑出了問題,用壓縮空氣取代液體。

為了保護滾珠絲杠、導軌,伸縮套管,防護罩、密封條和灰塵收集器還是需要的。如果需要一台乾切削的機床,可以把原來設計好的機床從濕式切削操作轉變為乾式切削操作,通常也是比較便宜。需要添加的灰塵收集器和空氣傳送系統,比濕式切削加工相應的油霧收集器和冷卻泵稍微貴些。

乾式切削加工操作成本也是比較低的,因為它避免了冷卻液的管理和處理費用,其次是壓縮空氣耗電比冷卻泵要少。因此,乾式切削的應用會越來越廣泛。

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日 本東京大學野田優準教授與研究所學生長谷川馨發表聲明,指其開發出 可穩定地製作粗度比原先大三倍的高科技材料-筒狀碳素分子「奈米碳管」的方式。研究團隊發現將奈米碳管延長後,碳管就會變粗的現象。如果粗型的碳管能夠量 產的話,便能夠大量萃取出可治療患部的蛋白質並注入體內,或是用於新世代電子元件材料加工用途方面,希望早日能夠確立此新技術。

 


圖說:鐵粒子隨著時間而聚集變大,奈米碳管因而變粗

奈 米碳管的新製法是將碳元素做成的薄片捲成筒狀,成為「單層奈米碳管」。然後在氧化鋁(alumina)材料表面灑 滿直徑約2奈米的鐵粒子,再加入乙烯氣體並加熱至攝氏800度。將鐵粒子當作觸媒,奈米碳管便從一顆顆粒子的表面,像是草皮一樣生長出來,約十分鐘的時間 就能達到平均0.8公厘的長度。

如以電子顯微鏡來觀察奈米碳管,發現其根部的直徑最大達到5奈米程度,尖端部分的直徑平均則為1.7奈米,因此可得知隨著奈米碳管的成長,其根部便會膨脹;而以往的奈米碳管則是如同吸管般、以相同的粗度延展。

奈米碳管的根部之所以會膨脹的原因,推測是由於基板上的鐵粒子因高溫而聚集、奈米碳管因此就在變大的粒子上持續不斷地成長。如果能夠控制溫度使鐵粒子保持一定大小的話,就有可能量產製作直徑最大達10奈米水準的單層奈米碳管。

研究團隊製作的奈米碳管,有一部分的側面被壓碎且形成重疊的兩片所謂「石墨烯」(Graphene)薄片,而石墨烯則是被視為新世代電子元件中相當重要的材料。

奈米碳管除了單層外,另還有兩層、三層、多層等類型。構造單純的單層奈米碳管雖然受到注目,但是缺點為粗度平均只有1.5奈米、有著過細的問題。如果為了要使奈米碳管變粗而使用大粒的鐵粒子作為觸媒的話,就沒辦法製作出單層的奈米碳管了。

  資料來源: 日經產業新聞/材料世界網編譯


 

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日 本產業技術綜合研究所奈米碳管應用研究中心飯島澄男中心主任、長谷 川雅孝物質塗佈組組長等所組成的研究團隊,開發出在400℃的低溫下、高速製造薄片狀碳素材料—石墨薄膜(grapheme) 的新技術;而以往製造石墨薄膜則必須使用1000度C的高溫。為了要達到低溫製造的目標,研究團隊以「Roll-to-Roll」連續加工方式來製造,生 產速度提高100倍,在美日韓之間對於石墨薄膜實用化的激烈競爭下,研究團隊如同手握一張強而有力的王牌。

 

石 墨薄膜目前是朝著取代液晶面板及觸控面板電極材料中、使用稀有金屬的銦錫氧化物(ITO)為方向進行應用研究,要如何提升產量為一大課題。韓國三星電子等 預計兩年後要達到液晶面板電極方面的實用化目標。 產業綜合研究所則以化學、液晶業者為對象,招募共同研究夥伴,朝實用化目標急速邁進。

研 究團隊應用原理是形成鑽石薄膜所使用的微波電漿輔助化學氣相沉積法(Microwave plasma-assisted Chemical Vapor Deposition, MPCVD)。在裝滿甲烷(methane)、氬氣(argon),微量的氫氣的裝置中放置銅箔基板,並施加與微波爐相同週波數2.45GHz的微波使其 產生電漿,銅箔表面就可生成石墨薄膜。

微波是透過石英濾片打到銅箔上,微波在石英裡面擴散,在周圍便產生多數的電漿,店將可抑制微波直接接觸銅箔所產生的高溫,可達到300度C左右的低溫化目標。

研 究團隊以小型化觸控面板進行動作確認的實驗,也嘗試將製作石墨薄膜的銅箔捲成數十公尺並同時由反方向捲起成品、減 少搬運動作的「捲對捲(Roll-to-Roll)」法製造裝置的試作。經實驗證實,經過三十秒微波照射後便可製造出A4大小的石墨薄膜,如果條件經過優 化,就能夠提升品質,希望能夠於2010年底達到代替ITO使用之目標。

  資料來源: 日刊工業新聞/材料世界網編譯

 

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英文名称:graphite

  分子式:C

  分子量:12.01

  CAS 登录号:7782-42-5

  EINECS 登录号:231-955-3

  碳是一种非金属元素,位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁语为Carbonium,意为煤,木炭。汉字字由木炭的字加石字旁构成,从字音。

  碳是一种很常见的元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用,碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。 碳能在化学上自我结合而形成大量化合物,在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。

  碳化合物一般从化石燃料中获得,然后再分离并进一步合成出各种生产生活所需的产品,如乙烯、塑料等。

  碳的存在形式是多种多样的,有晶态单质碳如金刚石、石墨;有无定形碳如煤;有复杂的有机化合物如动植物等;碳酸盐如大理石等。 单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同,各有各的外观、密度、熔点等。

  常温下单质碳的化学性质比较稳定,不溶于水、稀酸、稀碱和有机 溶剂;不同高温下与氧反应,生成二氧化碳或一氧化碳;在卤素中只有氟能与单质碳直接反应;在加热下,单质碳较易被酸氧化;在高温下,碳还能与许多金属反 应,生成金属碳化物。碳具有还原性,在高温下可以冶炼金属。

  石墨是碳质元素结晶矿物,它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的距离为3.40人,同一网层中碳原子的间距为142A。属六方晶系,具完整的层状解理。解理面以分子键为主,对分子吸引力较弱,故其天然可浮性很好。

  石墨与金刚石60碳纳米管等都是碳元素的单质,它们互为同素异形体. 

  山东省莱西市为我国石墨重要产地之一,石墨探明储量687.11万吨,现保有储量639.93万吨.

  石墨质软,黑灰色;有油腻感,可污染纸张。硬度12,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至35。比重为1923。比表面积范围集中在1-20m2/g,在隔绝氧气条件下,其熔点3000以上,是最耐温的矿物之一。

  自然界中纯净的石墨是没有的,其中往往含有SiO2Al2O3FeOCaOP2O5CuO等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外,还有沥青CO2H2CH4N2等气体部分。因此对石墨的分析,除测定固定碳含量外,还必须同时测定挥发分和灰分的含量。

  石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物,具有不同的工业价值和用途。工业上,根据结晶形态不同,将天然石墨分为三类。

  1.致密结晶状石墨

  致密结晶状石墨又叫块状石墨。此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。 颗粒直径大于01毫米,比表面积范围集中在0.1-1m2/g,晶体排列杂乱无章,呈致密块状构造。这种:石墨的特点是品位很高,一般含碳量为 6065%,有时达8098%,但其可塑性和滑腻性不如鳞片石墨好.

  2.鳞片石墨

鳞片石墨

 

  石墨晶体呈鳞片 状;这是在高强度的压力下变质而成的,有大鳞片和细鳞片之分。此类石墨矿石的特点是品位不高,一般在23%,或10025%之间。是自然界中可浮性最 好的矿石之一,经过多磨多选可得高品位石墨精矿。这类石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越;因此它的工业价值最大。

  3.隐晶质石墨

隐晶质石墨

 

  隐品质石墨又称 非晶质石墨或土状石墨,这种石墨的晶体直径一般小于1微米,比表面积范围集中在1-5m2/g,是微晶石墨的集合体,只有在电子显微镜下才能见到晶形。此 类石墨的特点是表面呈土状,缺乏光泽,润滑性也差。品位较高。一般的6080%。少数高达90%以上。矿石可选性较差。

  石墨在工业上运用极广,几乎每个行业都会用到。工业上多用的是人造石墨,也就是特种石墨。按其成型的方式可分为以下几种。

  1、等静压石墨。也就是很多人叫的三高石墨,但是并不是三高就是等静压。

  2、模压石墨

  3、挤压石墨,多为电极材料。

  其中按石墨的颗粒度分,也可分为:细节构石墨、中粗石墨(一般的颗粒度在0.8mm左右)、还有就是电极石墨(2-4mm)。

  石墨由于其特殊结构,而具有如下特殊性质:

  1 耐高温型:石墨的熔点为3850±50,沸点为4250,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000时,石墨强度提高一倍。

  2 导电、导热性:石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。 石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3共价键,每个碳原子仍然保留1自由电子来传输电荷.

  3 润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。

  4 化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。

  5 可塑性:石墨的韧性好,可碾成很薄的薄片。

  6 抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。

  名字来源:源于希腊文“graphein”,意为用来写。由德国化学家和矿物学家A. G. Werner 1789命名;

  化学组成:成分纯净者极少,往往含各种杂质;

  类别:自然元素-非金属元素-碳族

  晶系和空间群:六方晶系,P63/mmm

  晶胞参数:a0=0.246nmc0=0.670nm

  形态:单晶体常呈片状或板状,但完整的很少见。集合体通常为鳞片状,块状和土状;

  颜色:铁黑色;

  条痕:光亮黑色

  透明度:不透明

  光泽:呈半金属光泽

  硬度:1-2

  解理和断口:平行解理极完全;

  比重:2.21-2.26g/cm3

  比表面积:5-10m2/g

  其他性质:薄片具挠性,有滑感,易污手,具有良好的导电性;

  鉴定特征铁黑色,硬度低,一组极完全解理,有滑感和染手;

  成因和产状:石墨是在高温下形成。分布最广是石墨的变质矿床,系由富含有机质或碳质的沉积岩经区域变质作用而成;

  主要用途:石墨在工业上用途很广,用于制作冶炼上的高温坩埚、 机械工业的润滑剂、制作电极和铅笔芯;广泛用于冶金工业的高级耐火材料与涂料、军事工业火工材料安定剂、轻工业的铅笔芯、电气工业的碳刷、电池工业的电 极、化肥工业催化剂等。鳞片石墨经过深加工,又可生产出石墨乳、石墨密封材料与复合材料、石墨制品、石墨减磨添加剂等高新技术产品,成为各个工业部门的重 要非金属矿物原料

  石墨新用途:

  随着科学技术的不断发展,人们对石墨也开发了许多新用途。

  柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨,是年代开发的一种新的石墨制品。

  年美国研究成功柔性石墨密封材料,解决了原子能阀门泄漏问题,随后德、日、法也

  开始研制生产。这种产品除具有天然石墨所具有的特性外,还具有特殊的柔性和弹性。

  因此,是一种理想的密封材料。广泛用于石油化工、原子能等工业领域。国际市场需求

  量逐年增长。

  著名产地:纽约Ticonderoga,马达加斯加和Ceylon,我国以黑龙江鸡西市柳毛为最大的产地。

  石墨粉里出金刚石

  提起钻石,人们就会联想到光彩夺目、闪烁耀眼的情景,它随着拥 有者的活动而光芒四射。但因它的昂贵价格,大多数人只能望而却步。尽管如此,人们对钻石还是很向往的。你知道钻石是什么吗?它的化学成分是碳(C),天然 的钻石是由金刚石经过琢磨后才能称之谓钻石。天然的钻石是非常稀少的,世界上重量大于1000克拉(1克=5克拉)的钻石只有2粒,400克拉以上的 钻石只有多粒,我国迄今为止发现的最大的金刚石重158.786克拉,这就是常林钻石。物以稀为贵,正因为可做钻石用的天然金刚石很罕见,人们就 人造金刚石来代替它,这就自然地想到了金刚石的孪生兄弟--石墨了。

  金刚石和石墨的化学成分都是碳(C),称同素异形体。从这种称呼可以知道它们具有相同的,但却不同,且有天壤之别,金刚石是目前最硬的物质,而石墨却是最软的物质之一。

  石墨和金刚石的硬度差别如此之大,但人们还是希望能用人工合成 方法来获取金刚石,因为自然界中石墨()藏量是很丰富的。但是要使石墨中的碳变成金刚石那样排列的碳,不是那么容易的。石墨在5-6万大气压 ((5-6×103MPa)及摄氏10002000度高温下,再用金属铁、钴、镍等做催化剂,可使石墨转变成金刚石。

  目前世界上已有十几个国家(包括我国)均合成出了金刚石。但这种金刚石因为颗粒很细,主要用途是做磨料,用于切削和地质、石油的钻井用的钻头。当前,世界金刚石的消费中,80%的人造金刚石主要是用于工业,它的产量也远远超过天然金刚石的产量。

  最初合成的金刚石颗粒呈黑色,0.5mm大小,重约0.1克拉 (用于宝石的金刚石一般最小不能小于0.1克拉)。现在我国研制的大颗粒金刚石达3mm以上,美国、日本等已制成6.1克拉多的金刚石。我们说金刚石已从 石墨中出,

  石墨何以能取代铜?

  20世纪60年代,铜作为电极材料被广泛应用,使用率约占 90%,石墨仅有10%左右;21世纪,越来越多的用户开始选择石墨作为电极材料,在欧洲,超过90%以上的电极材料是石墨。铜,这种曾经占统治地位的电 极材料,和石墨电极相比它的优势几乎消失殆尽。是什么导致了这个戏剧性的变化?当然是石墨电极的诸多优势。

  (1)加工速度更快:通常情况下,石墨的机械加工速度能比铜快2~5倍;而放电加工速度比铜快2~3倍;

  材料更不容易变形:在薄筋电极的加工上优势明显;铜的软化点在1000度左右,容易因受热而产生变形;石墨的升华温度为3650度;热膨胀系数仅有铜的1/30

  (2)重量更轻:石墨的密度只有铜的1/5,大型电极进行放电加工时,能有效降低机床(EDM)的负担;更适合于在大型模具上的应用。

  (3)放电消耗更小;由于火花油中也含有C原子,在放电加工时,高温导致火花油中的C原子被分解出来,转而在石墨电极的表面形成保护膜,补偿了石墨电极的损耗。

  (4)没有毛刺;铜电极在加工完成后,还需手工进行修整以去除毛刺,而石墨加工后没有毛刺,节约了大量成本,同时更容易实现自动化生产;

  (5)石墨更容易研磨和抛光;由于石墨的切削阻力只有铜的1/5,更容易进行手工的研磨和抛光;

  (6)材料成本更低,价格更稳定;由于近几年铜价上涨,如今各向同性石墨的价格比铜更低,相同体积下,东洋炭素的普遍性石墨产品的价格比铜的价格低30%~60%,并且价格更稳定,短期价格波动非常小。

  正是这种无可比拟的优势,石墨逐渐取代铜成为EDM电极的首选材料 

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Raman spectroscopy (named after C. V. Raman, pronounced /ˈːmən/) is a spectroscopic technique used to study vibrational, rotational, and other low-frequency modes in a system. It relies on inelastic scattering, or Raman scattering, of monochromatic light, usually from a laser in the visible, near infrared, or near ultraviolet range. The laser light interacts with molecular vibrations, phonons or other excitations in the system, resulting in the energy of the laser photons being shifted up or down. The shift in energy gives information about the phonon modes in the system. Infrared spectroscopy yields similar, but complementary, information.

Typically, a sample is illuminated with a laser beam. Light from the illuminated spot is collected with a lens and sent through a monochromator. Wavelengths close to the laser line, due to elastic Rayleigh scattering, are filtered out while the rest of the collected light is dispersed onto a detector.

Spontaneous Raman scattering is typically very weak, and as a result the main difficulty of Raman spectroscopy is separating the weak inelastically scattered light from the intense Rayleigh scattered laser light. Historically, Raman spectrometers used holographic gratings and multiple dispersion stages to achieve a high degree of laser rejection. In the past, photomultipliers were the detectors of choice for dispersive Raman setups, which resulted in long acquisition times. However, modern instrumentation almost universally employs notch or edge filters for laser rejection and spectrographs (either axial transmissive (AT), Czerny-Turner (CT) monochromator) or FT (Fourier transform spectroscopy based), and CCD detectors.

There are a number of advanced types of Raman spectroscopy, including surface-enhanced Raman, tip-enhanced Raman, polarised Raman, stimulated Raman (analogous to stimulated emission), transmission Raman, spatially-offset Raman, and hyper Raman.

The Raman effect occurs when light impinges upon a molecule and interacts with the electron cloud and the bonds of that molecule. For the spontaneous Raman effect, which is a form of scattering, a photon excites the molecule from the ground state to a virtual energy state. When the molecule relaxes it emits a photon and it returns to a different rotational or vibrational state. The difference in energy between the original state and this new state leads to a shift in the emitted photon's frequency away from the excitation wavelength. The Raman effect, which is a light scattering phenomenon, should not be confused with absorption (as with fluorescence) where the molecule is excited to a discrete (not virtual) energy level.

If the final vibrational state of the molecule is more energetic than the initial state, then the emitted photon will be shifted to a lower frequency in order for the total energy of the system to remain balanced. This shift in frequency is designated as a Stokes shift. If the final vibrational state is less energetic than the initial state, then the emitted photon will be shifted to a higher frequency, and this is designated as an Anti-Stokes shift. Raman scattering is an example of inelastic scattering because of the energy transfer between the photons and the molecules during their interaction.

A change in the molecular polarization potential — or amount of deformation of the electron cloud — with respect to the vibrational coordinate is required for a molecule to exhibit a Raman effect. The amount of the polarizability change will determine the Raman scattering intensity. The pattern of shifted frequencies is determined by the rotational and vibrational states of the sample.

Although the inelastic scattering of light was predicted by Adolf Smekal in 1923, it is not until 1928 that it was observed in practice. The Raman effect was named after one of its discoverers, the Indian scientist Sir C. V. Raman who observed the effect by means of sunlight (1928, together with K. S. Krishnan and independently by Grigory Landsberg and Leonid Mandelstam) Raman won the Nobel Prize in Physics in 1930 for this discovery accomplished using sunlight, a narrow band photographic filter to create monochromatic light and a "crossed" filter to block this monochromatic light. He found that light of changed frequency passed through the "crossed" filter.

Systematic pioneering theory of the Raman effect was developed by Czechoslovak physicist George Placzek between 1930 and 1934.The mercury arc became the principal light source, first with photographic detection and then with spectrophotometric detection. At the present time, lasers are used as light sources.

Raman spectra are typically expressed in wavenumbers, which have units of inverse length. In order to convert between spectral wavelength and wavenumbers of shift in the Raman spectrum, the following formula can be used:

where Δw is the Raman shift expressed in wavenumber, λ0 is the excitation wavelength, and λ1 is the Raman spectrum wavelength. Most commonly, the units chosen for expressing wavenumber in Raman spectra is inverse centimeters (cm-1). Since wavelength is often expressed in units of nanometers (nm), the formula above can scale for this units conversion explicitly, giving

Raman spectroscopy is commonly used in chemistry, since vibrational information is specific to the chemical bonds and symmetry of molecules. Therefore, it provides a fingerprint by which the molecule can be identified. For instance, the vibrational frequencies of SiO, Si2O2, and Si3O3 were identified and assigned on the basis of normal coordinate analyses using infrared and Raman spectra.The fingerprint region of organic molecules is in the (wavenumber) range 500–2000 cm1. Another way that the technique is used to study changes in chemical bonding, e.g., when a substrate is added to an enzyme.

Raman gas analyzers have many practical applications. For instance, they are used in medicine for real-time monitoring of anaesthetic and respiratory gas mixtures during surgery.

In solid state physics, spontaneous Raman spectroscopy is used to, among other things, characterize materials, measure temperature, and find the crystallographic orientation of a sample. As with single molecules, a given solid material has characteristic phonon modes that can help an experimenter identify it. In addition, Raman spectroscopy can be used to observe other low frequency excitations of the solid, such as plasmons, magnons, and superconducting gap excitations. The spontaneous Raman signal gives information on the population of a given phonon mode in the ratio between the Stokes (downshifted) intensity and anti-Stokes (upshifted) intensity.

Raman scattering by an anisotropic crystal gives information on the crystal orientation. The polarization of the Raman scattered light with respect to the crystal and the polarization of the laser light can be used to find the orientation of the crystal, if the crystal structure (to be specific, its point group) is known.

Raman active fibers, such as aramid and carbon, have vibrational modes that show a shift in Raman frequency with applied stress. Polypropylene fibers also exhibit similar shifts. The radial breathing mode is a commonly used technique to evaluate the diameter of carbon nanotubes. In nanotechnology, a Raman microscope can be used to analyze nanowires to better understand the composition of the structures.

Spatially-offset Raman spectroscopy (SORS), which is less sensitive to surface layers than conventional Raman, can be used to discover counterfeit drugs without opening their internal packaging, and for non-invasive monitoring of biological tissue. Raman spectroscopy can be used to investigate the chemical composition of historical documents such as the Book of Kells and contribute to knowledge of the social and economic conditions at the time the documents were produced. This is especially helpful because Raman spectroscopy offers a non-invasive way to determine the best course of preservation or conservation treatment for such materials.

Raman spectroscopy is being investigated as a means to detect explosives for airport security.

Raman spectroscopy has also been used to confirm the prediction of existence of low-frequency phonons in proteins and DNA (see, e.g., greatly stimulating the studies of low-frequency collective motion in proteins and DNA and their biological functions.

Raman spectroscopy offers several advantages for microscopic analysis. Since it is a scattering technique, specimens do not need to be fixed or sectioned. Raman spectra can be collected from a very small volume (< 1 µm in diameter); these spectra allow the identification of species present in that volume. Water does not generally interfere with Raman spectral analysis. Thus, Raman spectroscopy is suitable for the microscopic examination of minerals, materials such as polymers and ceramics, cells and proteins. A Raman microscope begins with a standard optical microscope, and adds an excitation laser, a monochromator, and a sensitive detector (such as a charge-coupled device (CCD), or photomultiplier tube (PMT)). FT-Raman has also been used with microscopes.

In direct imaging, the whole field of view is examined for scattering over a small range of wavenumbers (Raman shifts). For instance, a wavenumber characteristic for cholesterol could be used to record the distribution of cholesterol within a cell culture.

The other approach is hyperspectral imaging or chemical imaging, in which thousands of Raman spectra are acquired from all over the field of view. The data can then be used to generate images showing the location and amount of different components. Taking the cell culture example, a hyperspectral image could show the distribution of cholesterol, as well as proteins, nucleic acids, and fatty acids. Sophisticated signal- and image-processing techniques can be used to ignore the presence of water, culture media, buffers, and other interferents.

Raman microscopy, and in particular confocal microscopy, has very high spatial resolution. For example, the lateral and depth resolutions were 250 nm and 1.7 µm, respectively, using a confocal Raman microspectrometer with the 632.8 nm line from a Helium-Neon laser with a pinhole of 100 µm diameter. Since the objective lenses of microscopes focus the laser beam to several micrometres in diameter, the resulting photon flux is much higher than achieved in conventional Raman setups. This has the added benefit of enhanced fluorescence quenching. However, the high photon flux can also cause sample degradation, and for this reason some setups require a thermally conducting substrate (which acts as a heat sink) in order to mitigate this process.

By using Raman microspectroscopy, in vivo time- and space-resolved Raman spectra of microscopic regions of samples can be measured. As a result, the fluorescence of water, media, and buffers can be removed. Consequently in vivo time- and space-resolved Raman spectroscopy is suitable to examine proteins, cells and organs.

Raman microscopy for biological and medical specimens generally uses near-infrared (NIR) lasers (785 nm diodes and 1064 nm Nd:YAG are especially common). This reduces the risk of damaging the specimen by applying higher energy wavelengths. However, the intensity of NIR Raman is low (owing to the ω4 dependence of Raman scattering intensity), and most detectors required very long collection times. Recently, more sensitive detectors have become available, making the technique better suited to general use. Raman microscopy of inorganic specimens, such as rocks and ceramics and polymers, can use a broader range of excitation wavelengths.

The polarization of the Raman scattered light also contains useful information. This property can be measured using (plane) polarized laser excitation and a polarization analyzer. Spectra acquired with the analyzer set at both perpendicular and parallel to the excitation plane can be used to calculate the depolarization ratio. Study of the technique is useful in teaching the connections between group theory, symmetry, Raman activity, and peaks in the corresponding Raman spectra.

The spectral information arising from this analysis gives insight into molecular orientation and vibrational symmetry. In essence, it allows the user to obtain valuable information relating to the molecular shape, for example in synthetic chemistry or polymorph analysis. It is often used to understand macromolecular orientation in crystal lattices, liquid crystals or polymer samples.

Several variations of Raman spectroscopy have been developed. The usual purpose is to enhance the sensitivity (e.g., surface-enhanced Raman), to improve the spatial resolution (Raman microscopy), or to acquire very specific information (resonance Raman).

  • Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) - Normally done in a silver or gold colloid or a substrate containing silver or gold. Surface plasmons of silver and gold are excited by the laser, resulting in an increase in the electric fields surrounding the metal. Given that Raman intensities are proportional to the electric field, there is large increase in the measured signal (by up to 1011). This effect was originally observed by Martin Fleischmann but the prevailing explanation was proposed by Van Duyne in 1977.
  • Resonance Raman spectroscopy - The excitation wavelength is matched to an electronic transition of the molecule or crystal, so that vibrational modes associated with the excited electronic state are greatly enhanced. This is useful for studying large molecules such as polypeptides, which might show hundreds of bands in "conventional" Raman spectra. It is also useful for associating normal modes with their observed frequency shifts.
  • Surface-Enhanced Resonance Raman Spectroscopy (SERRS) - A combination of SERS and resonance Raman spectroscopy that uses proximity to a surface to increase Raman intensity, and excitation wavelength matched to the maximum absorbance of the molecule being analysed.
  • Hyper Raman - A non-linear effect in which the vibrational modes interact with the second harmonic of the excitation beam. This requires very high power, but allows the observation of vibrational modes that are normally "silent". It frequently relies on SERS-type enhancement to boost the sensitivity.
  • Spontaneous Raman Spectroscopy - Used to study the temperature dependence of the Raman spectra of molecules.
  • Optical Tweezers Raman Spectroscopy (OTRS) - Used to study individual particles, and even biochemical processes in single cells trapped by optical tweezers.
  • Stimulated Raman Spectroscopy - A spatially coincedent, two color pulse (with polarization either parallel or perpendicular) transfers the population from ground to a rovibrationally excited state, if the difference in energy corresponds to an allowed Raman transition, and if neither frequency corresponds to an electronic resonance. Two photon UV ionization, applied after the population transfer but before relaxation, allows the intra-molecular or inter-molecular Raman spectrum of a gas or molecular cluster (indeed, a given conformation of molecular cluster) to be collected. This is a useful molecular dynamics technique.
  • Spatially Offset Raman Spectroscopy (SORS) - The Raman scatter is collected from regions laterally offset away from the excitation laser spot, leading to significantly lower contributions from the surface layer than with traditional Raman spectroscopy.
  • Coherent anti-Stokes Raman spectroscopy (CARS) - Two laser beams are used to generate a coherent anti-Stokes frequency beam, which can be enhanced by resonance.
  • Raman optical activity (ROA) - Measures vibrational optical activity by means of a small difference in the intensity of Raman scattering from chiral molecules in right- and left-circularly polarized incident light or, equivalently, a small circularly polarized component in the scattered light.
  • Transmission Raman - Allows probing of a significant bulk of a turbid material, such as powders, capsules, living tissue, etc. It was largely ignored following investigations in the late 1960s[21] but was rediscovered in 2006 as a means of rapid assay of pharmaceutical dosage forms.[22] There are also medical diagnostic applications.
  • Inverse Raman spectroscopy.
  • Tip-Enhanced Raman Spectroscopy (TERS) - Uses a metallic (usually silver-/gold-coated AFM or STM) tip to enhance the Raman signals of molecules situated in its vicinity. The spatial resolution is approximately the size of the tip apex (20-30 nm). TERS has been shown to have sensitivity down to the single molecule level.

 

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

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拉曼光譜學是用來研究晶格及分子的振動模式、旋轉模式和在一系統裡的其他低頻模式的一種分光技術。拉曼散射為一非彈性散射,通常用來做激發的雷射光範圍為可見光近紅外光或者在近紫外光範圍附近。雷射光與系統聲子做交互作用,導致最後光子能量增加或減少,而由這些能量的變化可得知聲子模式。這和紅外光吸收光譜的基本原理相似,但兩者所得到的數據結果是互補的。

通常,一個樣品被一束雷射光照射,照射光點被透鏡所聚焦且通過分光儀分光。波長靠近雷射的波長時為彈性雷利散射

自發性的拉曼散射是非常微弱的,並且很難去分開強度相對於拉曼散射高的雷利散射,使得得到的結果是光譜微弱,導致測定困難。歷史上,拉曼分光儀利用 多個光柵去達到高度的分光,去除雷射光,而可得到能量的微小差異。過去,光電倍增管被選擇為拉曼散射訊號的偵測計,其需要很久的時間才能得到結果。而現今 的技術,帶阻濾波器 (notch filters) 可有效的去除雷射光且光譜儀傅立葉轉換光譜儀和電荷耦合元件 (CCD) 偵測計的進步,在科學研究中,利用拉曼光譜研究材料特性越來越廣泛。

有很多種的拉曼光譜分析,例如表面增強拉曼效應、針尖增強拉曼效應、偏極拉曼光譜...等。

當光線照射到分子並且和分子中的電子雲及分子鍵結產生交互作用,就會發生拉曼效應。對於自發拉曼效應,光子將分子從基態激發到一個虛擬的能量狀態。 當激發態的分子放出一個光子後並返回到一個不同於基態的旋轉或振動狀態。在基態與新狀態間的能量差會使得釋放光子的頻率與激發光線的波長不同。

如果最終振動狀態的分子比初始狀態時能量高,所激發出來的光子頻率則較低,以確保系統的總能量守衡。這一個頻率的改變被名為Stokes shift。如果最終振動狀態的分子比初始狀態時能量低,所激發出來的光子頻率則較高,這一個頻率的改變被名為Anti-Stokes shift。拉曼散射是由於能量透過光子和分子之間的相互作用而傳遞,就是一個非彈性散射的例子。

關於振動的配位,分子極化電位的改變或稱電子雲的改變量,是分子拉曼效應必定的結果。極化率的變化量將決定拉曼散射強度。該模式頻率的改變是由樣品的旋轉和振動狀態決定。

雖然光的非彈性散射早在1923年被Adolf Smekal預測,但直到1928年才被實際的觀察到。拉曼效應是由觀察者的名字來命名,是由印度科學家C. V. Raman利用太陽光觀察到此現象。(1928年,C. V. Raman與K. S. Krishnanㄧ起發現,並且由Grigory Landsberg 和 Leonid Mandelstam獨立研究。)1930年,拉曼完成光的非彈性散射觀測,並且獲得了諾貝爾物理學獎。他利用太陽光和一個窄帶濾波器製造出單色光,並用 ㄧ個「橫向」濾波器阻擋該單色光。拉曼發現,改變的頻率可以通過「橫向」濾波器。

拉曼效應系統的開創性理論,在1930年至1934年間由捷克斯拉夫的物理學家George Placzek 所開發。汞弧光燈成為主要的光源,先是攝影檢測,然後與光度檢測。目前光源則以雷射光為主。

拉曼光譜學在化學領域廣泛被運用,是因為化學鍵以及對稱分子都其特殊震動的光譜資訊,因此提供作為分子鑑別時的重要特徵。例如,SiO, Si2O2, 和Si3O3的振動頻率是可被鑑別出來的,並列為紅外線光譜學以及拉曼光譜學配位分析的基礎。 有機分子的特殊(波數)範圍在500-2000厘米。另外ㄧ方面,光譜學配位分析技術也被運用到化學鍵結研究上,例如,在基質中加入酵素。

拉曼氣體檢測儀有許多實際的應用。例如,醫學上麻醉藥發揮效用的真正時間和手術中混合呼吸的氣體真正的時間。

自發性的拉曼光譜學在固態物理中常被運用,如原料特性、量測溫度和找尋樣品的crystallographic方位。例如,ㄧ組固態物質的特殊聲子 模式提供實驗者能很快的辨識出單晶。另外,拉曼光譜學可以監測固態的低頻激發,例如電漿、 magnons和超導氣體的激發。拉曼信號,提供聲子模式中,Stokes (低頻轉換) 強度 and anti-Stokes(高頻)強度的比值的資訊。

拉曼散射經由非等向性的晶體所產生,提供確定晶體方向性的資訊。拉曼光線的極化依賴晶體及雷射光的極化,如果晶體結構(尤其是,晶體結構的點群)已經知道,就可以用來找到晶體的方向。

拉曼光譜提供了數個不同種類的顯微技術的分析(< 1 µm 直徑)。此種散射技術,樣品不需被固定或被切割,且拉曼光譜被收集於很小的範圍。水通常不會干擾拉曼散射的分析,因此拉曼光譜非常適合做為檢測應用在高分 子聚合物、奈米材料、電化學、半導體、薄膜、礦物學、生物、醫學藥品、碳化物、線上過程監測、定量控制、刑事鑑定偵測:玻璃材料、氧化物、油漆和顔料、氫 氧化物、高分子、硫化物、爆炸物、碳酸鹽、纖維、硫酸鹽、化學殘留物、磷酸鹽、顆粒性包裹體、麻醉劑和可控制物質……等。拉曼分光光譜儀,包含了光學顯微 鏡、激發雷射、分光儀、電荷耦合元件(CCD)或者光電倍增管。

拉曼散射光的極化作用亦包含了有用的資訊。此特性可被量測利用平面偏極雷射激發和極化分析器分析(偏振片)。光譜由垂直和平行的偏振片而得平面偏振激發分析計算退極化比率。此種技術的研究對教學連接群論、對稱性、拉曼活性和拉曼的峰值位置一致。

由分析分子的定向和振動的對稱而可得光譜訊號。本質上,它可獲得與分子形狀有關係的的資訊,例如在合成化學或者異構物方面的分析。此方法常被利用來分析分子在晶格、液晶或聚合物中的定向。

數種的拉曼光譜分析技術持續發展中,被用來增強靈敏度(表面增強拉曼效應)、改善空間性的解析度(微拉曼光譜儀),或者取得特殊的分析訊號(共振拉曼光譜)。

  • 表面增強拉曼效應 通常以金或銀的膠體或者基板上附著金或銀的奈米粒子。金或銀粒子的表面電漿共振由雷射所激發,其結果產生增強金屬表面的電場。拉曼訊號的強度與電場成比例關係,因而增強了拉曼訊號(~1011)。此效應由Martin Fleischmann所發現,但是由Van Duyne所解釋此現象在1977年。.
  • 共振拉曼光譜 當分子或晶格的激發光源的頻率與電子躍遷之頻率極相接近時,其一些振動模式之強度將大幅增加,此現象稱之共振拉曼效應。
  • 表面增強共振拉曼光譜 一個結合共振拉曼光譜現象和接近表面增強拉曼強度的技術,且激發光源的頻率極相接近於被分析的分子的最大吸收。
  • 自發性拉曼光譜 分子的拉曼光譜與溫的之間關係現象。
  • 光學鉗拉曼光譜
  • 空間補償拉曼光譜 拉曼散射收集從側面的區域補償離開雷射激發光點,導致表面的訊號貢獻比傳統的拉曼光譜弱。
  • 同調anti-Stokes拉曼光譜 利用兩雷射光產生同調的anti-Stokes頻率譜線,藉此可以增加共振。
  • 拉曼光學活性 分子的振動的光學活性,意指對掌異構物的左旋和右旋的偏極特性所造成的拉曼散射微小不同的強度。
  • 受激拉曼增益光譜 做同調拉曼散射時,試樣同時受兩雷射之照射,一作激發用(ωL),一作監控用(ωS),而拉曼散射之強弱可用ωS之增益為測度。
  • 逆拉曼光譜 做同調拉曼散射時,試樣同時受兩雷射之照射,一作激發用(ωL),一作監控用(ωS),而拉曼散射之強弱可用ωL之減損為測度。
  • 針尖增強拉曼光譜 利用銀或金的針去增強分子的拉曼訊號,其空間的解析度近乎於針尖的大小(20-30 nm)。TERS可以敏感地顯示出單一分子的振動能階。

 

歡迎來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製造商,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質,這是現有相關技術無法比擬的,我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密HSS DIN切削刀具協助客戶設計刀具流程DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計超高硬度的切削刀具醫療配件刀具設計複合式再研磨機PCD地板專用企口鑽石組合刀具粉末造粒成型機主機版專用頂級電桿PCD V-Cut捨棄式圓鋸片組粉末成型機航空機械鉸刀主機版專用頂級電汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具銑刀與切斷複合再研磨機銑刀與鑽頭複合再研磨機銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計;從微細刀具到大型刀具;從小型生產到大型量產;全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭迎您親自體驗!!

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com  bw@tool-tool.com  www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS  DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool. INDUCTORS FOR PCD .POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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   吳永塗     

一、真空概念  

所謂真空並不是內空無一,而是指在固定空間 內,壓力低於周圍的大氣壓力(指1大氣壓力

),也就是該空間內的氣體分子數密度,低於大氣壓的氣體分子數密度,1大氣壓下氣體分子密度約為2.687×10e25/m3,若在真空度為1×10e-4pa高真空,氣體分子密度約為2.65×10e16/m3,所以空無一物的理想真空,實際上是不存在。 

二、真空度衡量 

真空是一種環境,其衡量單位就是氣體壓力,壓力值越低,真空度就越低,常用單位有

(1)pa,(2)mbar (3)torr,其關係數

 1大氣壓=1.03×10e5 pa

1mbar=100pa

1torr=133pa

三、真空的形成

地球受引力的影響,離地球表面高低不同,壓力隨著變化,因此外太空大約是個超高的真空環

境。在地球表面上要形成真空環境,唯有靠真空pump抽氣來達成。隨著真空pump使用上限制,真空範圍可區分為:

 真空等級

真空度範圍

抽氣pump種類

粗真空   

1大氣壓(pa)

油封式機械邦浦或乾式pump

中真空

10pa~1×10e-2pa

油封式機械邦浦或乾式pump

 

高真空

 1×10e-2pa~1×10E-7pa

 

油擴散pump,冷凍pump,turbo pump

超高真空

 1×10e-7pa~1×10E-10pa

冷凍pump

極超高真空

1×10E-10pa~           

 

 

四、真空邦浦元件

         目前所有的真空邦浦,並沒有一種能單獨從大氣抽氣至高真空,必須前段使用

         粗抽邦浦從大氣抽至1*10E-2,10rr,再利用高真空邦浦從1*10E-2來抽氣至高真空。

  1  油封式機械邦浦(oil seal Rotary pump)

      油封邦浦是電子業;光學工業,及一般裝飾鍍膜工業最常用的粗抽邦浦,其優點

       是穩定、方便及省錢、最大缺點是壓力在0˙2Torr以下時,一發生油氣回流至

     腔體現況‧真空範圍可達5*10E-4Torr.

2乾式邦浦(DRY PUMP)

   乾式邦邦浦是目前半導體工業、TFT,LED光電工業最常用無油式粗抽邦浦,其優點

   是可產生無油非常乾淨的環境,真空範圍可達5*10E-4Torr.

3魯式邦浦(Rooster  Pump)

   魯式邦浦‧無法單獨抽氣,必須搭配油封式機械邦浦或是乾是非浦連接在一起使用,

   其優點是具有最大量抽氣的真空幫浦,真空範圍可達5*10E-4Torr.

4渦輪分子邦浦(Turbo Pump)

   TURBO PUMP 是目前相同排氣效率,最昂貴的真空邦浦,最常用於學術研究單位,

   其抽氣範圍可達10E-2到10E-11Torr,無法獨立運轉,必須搭配乾式邦浦作為前級

   粗抽邦浦抽氣,優點是乾淨、無油、稼動率高、操作簡單、容易解決突來壓力,

   前置時間最短  ,缺點:維護昂貴、對水氣抽氣效率很差、大氣進入之慮。

   依使用軸承不同有全磁浮式、半磁浮式及陶瓷式三種‧其轉子轉速一般為

   37500~90000rpm.

圖:VARIAN turbo pump

 5冷凍邦浦(cryo pump)

cryo pump 是目前半導體使用最普遍,乾淨無油高真空邦浦,抽氣範圍可達10E-2到10E-11Torr對水氣抽氣效率最高最大,因為是利用極低溫(約零下273。C)來捕捉氣體分子,但因一段時間後需利用N2來Purge,吸附‧捕捉的氣體分子用粗抽PUMP抽走,為其最大缺點。

           圖:DAIKIN cryo pump

 6油擴散式邦浦(Diffusion pump)

Diffusion pump 是目前光學業使用最普遍高真空幫浦,也是目前抽氣速率最大的高真空幫浦、

優點: 是便宜、構造簡單、維護費低廉、缺點是:對水氣抽氣效率較差及有油氣回流腔體問題。

 五、真空量測元件

     要得知真空度狀況,需靠真空計;依真空度範圍,精度需求而有不同真空計

      公司目前所用真空計有下列幾種

1、派拉尼真空計(pirani gauge):

           目前使用最廣泛粗真空真空計 ,使用範圍760torr(一大氣壓)~5*E-4torr,

                在E-4torr範圍真空誤差約26%

2、冷陰極離子真空計 ( cold cathode ion gauge):

         目前使用最廣泛高真空真空計之一,   使用範圍E-3torr~E-9torr,

             在E-3torr~5E-4torr範圍真空誤差約26%

3、熱陰極離子真空計 ( hot cathode ion gauge):

        目前使用最廣泛高真空真空計之一,   使用範圍1*E-3torr~E-10torr,

         缺點:使用壽命短,當有通氧氣時離子加熱燈絲易燒斷

4、電容薄膜式真空計 (capacitance diaphragm gauge)

       目前使用最精準,線性度最高真空真空計,   使用範圍依需求而不同規格

        常用規格1.torr~1*E-3torr;0.1torr~1*E-4torr

         缺點:價格貴;使用範圍小

                                                                                     

:INFCON pirani gauge

                                                                                              

                :GP hot cathode ion gauge

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按 真空泵的工作原理,真空泵基本上可以分為兩種類型,即氣體傳輸泵和氣體捕集泵。隨著真空應用 技術在生產和科學研究領域中對其應用壓強範圍的要求越來越寬,大多需要由幾種真空泵組成真空抽氣係統共同抽氣後才能滿足生產和科學研究過程的要求,因此選 用不同類型真空泵組成的真空抽氣機組進行抽氣的情況較多。為了方便起見,將這些泵按其工作原理或其結構特點進行一些具體的詳細的分類是必要的。現分述如 下:
    一、氣體傳輸泵
    氣體傳輸泵是一種能使氣體不斷的吸入和排出,借以達到抽氣目的的真空泵,這種泵基本上有兩種類型:
    1、變容真空泵 
變容真空泵是利用泵腔容積的周期性變化來完成吸氣和排氣過程的一種真空泵。氣體在排出前被壓縮。這種泵分為往複式及旋轉式兩種:
⑴往複真空泵:是利用泵腔內活塞做往複運動,將氣體吸入、壓縮並排出。因此,又稱為活塞式真空泵。
⑵旋轉真空泵:是利用泵腔內活塞做旋轉運動,將氣體吸入,壓縮並排出。旋轉真空泵又有如下幾種型式:
    ①油封式真空泵:它是利用油類密封各運動部件之間的間隙,減少有害空間的一種旋轉變容真空泵。這種泵通常帶有氣鎮裝置,故又稱氣鎮式真空泵。按其結構特點分為如下五種型式。 



a)旋片式真空泵:轉子以一定的偏心距裝在泵殼內並與泵殼內表麵的固定麵靠近,在轉子槽內裝有兩個(或兩個以上)旋片,當轉子旋轉時旋片能沿其徑向槽往複滑動且與泵殼內壁始終接觸,此旋片隨轉子一起旋轉,可將泵腔分成幾個可變容積。
b)滑閥式真空泵:在偏心轉子外部裝有一個滑閥,轉子旋轉帶動滑閥沿泵殼內壁滑動和滾動,滑閥上部的滑閥杆能在可擺動的滑閥導軌中滑動,而把泵腔分成兩個可變容積。
c)定片式真空泵:在泵殼內裝有一個與泵內表麵靠近的偏心轉子,泵殼上裝有一個始終與轉子表麵接觸的徑向滑片,當轉子旋轉時,滑片能上、下滑動將泵腔分成兩個可變容積。
d)餘擺線式真空泵:在泵腔內偏心裝有一個型線為餘擺線的轉子,它沿泵腔內壁轉動並將泵腔分成兩個可變容積。
e)多室旋片式真空泵:在一個泵殼內並聯裝有由同一個電動機驅動的多個獨立工作室的旋片真空泵。
②幹式真空泵:它是一種不用油類(或液體)密封的變容真空泵。
③液環式真空泵:帶有多葉片的轉子偏心裝在泵殼內,當它旋轉時,把液體(通常為水或油)拋向泵殼形成泵殼同心的液環,液環同轉子葉片形成了容積周期變化的幾個小容積,故亦稱旋轉變容真空泵。
④羅茨真空泵:泵內裝有兩個相反方向同步旋轉的雙葉形或多葉形的轉子,轉子間、轉子同泵殼內壁之間均保持一定的間隙。它屬於旋轉變真空泵。機械增壓泵即為這種型式的真空泵。

    2、動量傳輸泵 

這種泵是依靠高速旋轉的葉片或高速射流,把動量傳輸給氣體或氣體分子,使氣體連續不斷地從泵的入口傳輸到出口。具體可分為下述幾種類型。

⑴分子真空泵:它是利用高速旋轉的轉子把能量傳輸給氣體分子,使之壓縮、排氣的一種真空泵。它有如下幾種型式:
    ①牽引分子泵:氣體分子與高速運動的轉子相碰撞而獲得動量,被送到出口,因此,是一種動量傳輸泵。 
    ②渦輪分子泵:泵內裝有帶槽的圓盤或帶葉片的轉子,它在定子圓盤(或定片)間旋轉。轉子圓周的線速度很高。這種泵通常在分子流狀態下工作。
    ③複合分子泵:它是由渦輪式和牽引式兩種分子泵串聯組合起來的一種複合式分子真空泵。

   (2)噴射真空泵:它是利用文丘裏(Venturi)效應的壓力降產生的高速射流把氣體輸送到出口的一種動量傳輸泵,適於在粘滯流和過渡流狀態下工作。這種泵又可詳細地分成以下幾種:

    ①液體噴射真空泵:以液體(通常為水)為工作介質的噴射真空泵。 

    ②氣體噴射真空泵:以非可凝性氣體作為工作介質的噴射真空泵。
    ③蒸氣噴射真空泵:以蒸氣(水、油或汞等蒸氣)作為工作介質的噴射真空泵。
   (3)擴散泵:以低壓高速蒸氣流(油或汞等蒸氣)作為工作介質的噴射真空泵。氣體分子擴散到蒸氣射流中,被送到出口。在射流中氣體分子密度始終是很低的,這種泵適於在分子流狀態下工作。可分為:
    ①自淨化擴散泵:泵液中易揮發的雜質經專門的機械輸送到出口而不回到鍋爐中的一種油擴散泵。 

    ②分餾式擴散泵:這種泵具有分餾裝置,使蒸氣壓強較低的工作液蒸氣進入高真空工作的噴嘴,而蒸氣壓強較高的工作液蒸氣進入低真空工作的噴嘴,它是一種多級油擴散泵。
(4)擴散噴射泵:它是一種有擴散泵特性的單級或多級噴嘴與具有噴射真空泵特性的單級或多級噴嘴串聯組成的一種動量傳輸泵。油增壓泵即屬於這種型式。 
(5)離子傳輸泵:它是將被電離的氣體在電磁場或電場的作用下,輸送到出口的一種動量傳輸泵。   
    二、氣體捕集泵
    這種泵是一種使氣體分子被吸附或凝結在泵的內表麵上,從而減小了容器內的氣體分子數目而達到抽氣目的的真空泵,有以下幾種型式。
1、吸附泵
它主要依靠具有大表麵的吸附劑(如多孔物質)的物理吸附作用來抽氣的一種捕集式真空泵。
2、吸氣劑泵
它是一種利用吸氣劑以化學結合方式捕獲氣體的真空泵。吸氣劑通常是以塊狀或沉積新鮮薄膜形式存在的金屬或合金。升華泵即屬於這種型式。

3、吸氣劑離子泵

它是使被電離的氣體通過電磁場或電場的作用吸附在有吸氣材料的表麵上,以達到抽氣的目的。它有如下幾種型式。

(1)蒸發離子泵:泵內被電離的氣體吸附在以間斷或連續方式升華(或蒸發)而覆在泵內壁的吸氣材料上,以實現抽氣的一種真空泵。

(2)濺射離子泵:泵內被電離的氣體吸附在由陰極連續濺射散出來的吸氣材料上,以實現抽氣目的的一種真空泵。
4、低溫泵
利用低溫表麵捕集氣體的真空泵。

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  摘要: 美国宾夕法尼亚大学的研究人员近日开发出一个纳米级的碳基平台,可用于电子探测单个DNA(脱氧核糖核酸)分子。该技术最终有望在快速DNA电子测序方面发挥“用武之地”。相关研究论文发表于最新一期的《纳米快报》。

    据物理学家组织网报道,美国宾夕法尼亚大学的研究人员近日开发出一个纳米级的碳基平台,可用于电子探测单个DNA(脱氧核糖核酸)分子。该技术最终有望在快速DNA电子测序方面发挥“用武之地”。相关研究论文发表于最新一期的《纳米快报》。  


  这个纳米平台由石墨烯制成。研究小组利用电子束技术,在石墨烯膜上烧灼出纳米大小的小孔,在电场的作用下,微小的DNA链就可以穿过这些孔洞。通过电子测量手段检测DNA的易位,再根据DNA的4个碱基各自独特的“电子签名”,就可以快速完成DNA测序。

  实验中,研究小组使用化学气相沉积法培育出大块的石墨烯薄片,并将这些薄片悬停在一个氮化硅制成的微米孔的上方,然后借助透射电子显微镜发出的电子束,在石墨烯薄片的中心钻出一个更小的纳米孔。这些固态的纳米孔为在单分子水平上进行的生物学检测提供了宝贵的工具。

   该研究论文的作者、宾夕法尼亚大学文理学院物理和天文系副教授玛丽亚·德恩迪奇说,石墨烯是由单一碳原子层构成的二维结构材料,由于石墨烯层的 厚度小于DNA两个碱基之间的距离,因此石墨烯纳米孔设备可望具有高分辨率。石墨烯材料此前就已经被用于制造其他的电子和机械装置,但迄今尚未被用于检测 DNA的易位。

 



这种石墨烯纳米孔设备的工作方式非常简单。纳米孔将两种电解质溶液分隔开来,施以电 压,溶液中的离子就可以穿过纳米孔。离子的流动情况可以通过 电流的大小来检测。如果将DNA分子注入到电解质溶液中,单个的分子同样可以通过纳米孔。当DNA分子发生易位时,它们会阻断离子的流动,这种情况可以通 过电流变小来判断。由于DNA的4个碱基阻断电流的能力各异,很容易通过这种石墨烯纳米孔设备加以区分,从而有望使低成本、高通量的DNA测序技术变为现 实。

  此外,为了使石墨烯纳米孔设备更加经久耐用,研究小组还在石墨烯层之上覆盖了一个只有几个原子层厚的超薄氧化钛层,从而形成了一个更洁净、更易湿润的表面,使DNA更容易穿过,同时帮助降低了纳米孔的噪音水平。

   目前,研究小组正在着手改善这些设备的整体可靠性,并希望利用石墨烯层的导电性来研制可横向电子控制DNA易位的装置。具体来说,这种横向电子 控制可以通过将石墨烯蚀刻成纳米电极来实现。而早在2008年,研究人员就已经证明,石墨烯可以通过纳米蚀刻技术雕琢成任意结构,如纳米带,纳米孔和其他 形状等,从而为未来的应用打下了坚实基础。(陈丹)/2010-08/02/content_214304.htm

 

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2010 年10月4日,诺贝尔物理学奖揭晓,获奖者是英国曼彻斯特大学物理和天文学院的Andre Geim和Konstantin Novoselov,获奖理由为“二维空间材料石墨烯(graphene)方面的开创性实验”。从2004年石墨烯被成功剥离[1]至2010年斩获诺贝 尔奖,是什么魔力让这一看似“普通”的碳材料在短短的6年时间内缔造了一个传奇神话?而回眸看其同族兄弟碳纳米管,自1991年被发现至今近20年,历经 风雨,几经沉浮,不过是“为他人做嫁衣裳”。

石墨烯即为“单层石墨片”,是构成石墨的基本结构单元; 而碳纳米管是由石墨烯卷曲而成的圆筒结构(图1)。作为一维(1D)和二维(2D)纳米材料 的代表者,二者在结构和性能上具有互补性。从结构上来看,碳纳米管是碳的一维晶体结构;而石墨烯仅由单碳原子层构成,是真正意义上的二维晶体结构。从性能 上来看,石墨烯具有可与碳纳米管相媲美或更优异的特性,例如高电导率和热导率、高载流子迁移率、自由的电子移动空间、高强度和刚度等。网上大多溢美之 词:“Pencil + sticky tape = desktop supercollider + post-silicon processors”,“Material of the Future”,“A thoroughbred that has to be tamed”,“Electron superhighway”,...。目前,关于碳纳米管的研究,无论在制备技术、性能表征及应用探索等方面都已经达到了一定的深度和广度。组成及结构上 的紧密联系,使二者在研究方法上具有许多相通之处。事实上,很多针对石墨烯的研究最开始都是受到碳纳米管相关研究的启发而开展起来的。

 

 

图1 石墨烯与碳纳米管




石墨烯的发展历程与碳纳米管极为类似。在碳纳米管被发现之前,碳的晶体结构主要有三种:石墨、金刚石和富勒烯(以C60为 代 表[2])。当时,对于碳纤维(已工业化应用)和碳纳米纤维都已经有了很充分的研究;在碳纳米管被发现[3]之后,人们开始关注碳纳米管与碳纳米纤维之间 的异同。从表面上看,在晶体结构上,碳纳米纤维的晶化程度相对较差,缺陷较多,石墨层片排列不连续,直径较大,并不真正属于碳的晶体结构,或者仅算是石墨 的一种衍生物。如果单从这一点来看,碳纳米管的出现似乎仅是碳纳米纤维的一个延伸。因此,很有一些人并不把碳纳米管的发现归功于Sumio Iijima。事实上,碳纳米管的发现意义体现在人类观念的更新,标志着对碳晶体结构(甚至整个碳范式)有了更为深入的认识,是本质上迈进的一大步。尤其 是单壁碳纳米管、双壁和薄壁碳纳米管的可控合成为充分认识碳纳米管的性能奠定了坚实的实验基础。值得一提的是,一些制备碳纳米管的方法大都借鉴自碳纳米纤 维(如化学气相沉积法)。在一些早期研究中,对碳纳米纤维和碳纳米管的区分并不十分严格。对比石墨烯与碳纳米管(图2),可显见类似的发展轨迹。在石墨烯 在实验上被发现之前,一些微小石墨晶粒、晶须或石墨层片(层数较多)就已经被合成出来并被广泛研究。膨胀石墨也是基于剥离石墨的理念,相关技术发展纯熟, 工业化应用已久。同单壁、双壁、薄壁碳纳米管之间的关系类似,除了严格意义上的石墨烯(单层)外,双层和少数层石墨层片在结构和性能上也都明显区别于块体 石墨,在广义上也被归为石墨烯的范畴。

 

 

图2 石墨烯与碳纳米管的发展历程

虽 然石墨烯与碳纳米管有着类似的前生,却很可能拥有不一样的未来。原因有多方面,但最终可归结为一维材料与二维材料之争。纳米线、纳米管在同薄膜材 料的较量中往往处于劣势。以碳纳米管为例,单根碳纳米管可被视作一根具有高长径比的单晶,但目前的合成和组装技术还无法获得具有宏观尺寸的碳纳米管晶体 (将在后文中详述),从而限制了碳纳米管的应用。石墨烯的优势在于本身即为二维晶体结构,具有几项破纪录的性能(强度、导电、导热),可实现大面积连续生 长,将Bottom-up和Top-down结合起来,未来应用前景光明。另外,石墨烯是“量变引起质变”哲学思想的典型范例。石墨烯更受物理学家的青 睐,是进行科学实验、解决科学问题的理想平台,这也是促成其本次获奖的主要因素。碳纳米管地位尴尬,不可能给物理奖,给个化学奖也不太像,何况已有C60在先。

后 注:石墨烯作为石墨(及后来的碳纳米管)的基本结构单元在理论上已被研究长达60余年[4]。在Geim和Novoselov的工作之前,薄层石 墨已有多处报道。例如,哥仑比亚大学(Columbia University)的Philip Kim[5]和德克萨斯大学澳斯汀分校(University of Texas at Austin)的Rodney Rouff[6](当时在Washington University)都曾对石墨剥离薄层石墨片进行过研究,很可惜未得到单层石墨烯。

参考文献:
[1] K. S. Novoselov, et al. Science, 2004, 306, 666.
[2] H. W. Kroto, et al. Nature, 1985, 318, 162.
[3] S. Iijima. Nature, 1991, 354, 56.
[4] P. R. Wallace. Physical Review, 1947, 71, 622.
[5] A. K. Geim, P. Kim. Scientific American, 2008, 4, 90.
[6] X. K. Lu, et al. Nanotechnology, 1999, 10, 269; Applied Physics Letters, 1999, 75, 193.

 

本文引用地址: http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=370611

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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS  DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer. 

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ようこそBewise Inc.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。

弊社は専門なエンドミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンドミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンドミル設計

(4)航空エンドミル設計

(5)超高硬度エンドミル

(6)ダイヤモンドエンドミル

(7)医療用品エンドミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンドミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエンドミル~大型エンドミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

(4)オートメーション整備調達

(5)スポット対応~流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。     

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

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●電漿是由離子、電子和中性分子所組成。

●三種重要的碰撞是離子化、激發-鬆弛和分解o

●平均自由路徑是粒子在和其他粒子相碰撞之前所能移動的平均距離。它和壓力成反比。

●從分解碰撞中產生的自由基能夠提高CVD\蝕刻和乾式子清洗製程的化學反應。

●電漿的電位一定都高於電極。較高的電漿電位會產生離子轟擊。

●增加電容耦合型電漿中的射頻功率,也就會提高離子的轟擊流通量和離子的轟擊能量。

●低頻率射頻功率會讓離子有更多能量,而這也意味著會有較劇烈的離子轟擊。

●蝕刻製程比PECVD製程需要更多的離子轟擊。蝕刻反應室通常會使用一個磁場來增加低壓下的電漿密度。

●電容耦合型電漿源無法製造高密度電漿。

●蝕刻和CVD兩製程都希望在低壓下能得到高密度的電漿。

●ICP和ECR是最普遍的高密度電漿源。

●CP和ECR電漿源都能夠單獨控制離子的轟擊流通量和能量。

 離子佈植

●在積體電路晶片製造中常用的摻雜物是:硼當作P型摻雜物,而磷、砷和銻當作N型摻雜物o

●互補型金氧半電晶體(CMOS)製程需要至少八道離子佈植步驟:井區、臨界電壓、LDD和源極、汲極佈植製程,在P型金氧半電晶體(PMOS)做完一次後,再為 N型金氧半電晶體(NMOS)重複做一次。

●離子佈植製程能精確地且獨立地控制摻雜物接面的深度和摻雜物的濃度。離子佈植是非等向性的,次微米製程需要用到它。

●一個離子佈植機包括了氣體系統、真空系統、電機系統、控制系統和射束線系統o

●射束線系統包括了離子源、萃取電極、質譜儀、後段加速裝置、電荷中性化系統、晶圓處理機以及射束阻擋器。

●非正常的深接面(Deep Junction)是由於長的離子射程所造成的,這是因為離子在單晶體的通道內行進之故,所以稱之為通道效應。傾斜晶圓和屏蔽氧化層是減小此效應的兩種最常用方法o

●以相同的離子種類而言,離子的能量愈高,離子的射程就愈遠。而在相同的能量之下,離子愈輕,則離子的射程就愈遠o

●佈植會造成晶體結構受損。需要佈植後的加熱退火製程來恢復單晶結構及活化摻雜物。

●離子佈植製程會使用很多種危險性的固體與氣體。它們大部分是有毒的、易燃性的、具爆炸性的,或是有腐蝕性的。其他安全性上的危險源是高電壓、X光輻射和移動中的零件。

   蝕刻

●在IC晶片裝配時,四項需要蝕刻的材料是單晶矽、多晶矽、介電質(矽氧化物與氮化物)和金屬(Ti、AL·Cu和Ti)。

●主要的蝕刻製程是矽蝕刻、多晶矽蝕刻、介電質蝕刻和金屬蝕刻。

●溼式蝕刻利用化學溶液來溶解必須蝕刻的材料。

●乾式蝕刻利用化學氣體,經由物理蝕刻、化學蝕刻或兩者蝕刻的組合方式來將基片表面的材料移除。

●溼式蝕刻有高的選擇性、高的蝕刻速率和低的設備成本。受到等向性蝕刻輪廓的限制,溼式子蝕刻無法應用在圖形尺寸小於3微米的圖案化蝕刻上。

●較先進的半導體廠中仍普遍使用溼式蝕刻來剝除薄膜和檢視介電質薄膜的品質。

●在電漿蝕刻製程中,蝕刻劑注入反應室內並於電漿中分解。自由基會擴散到介面層並且被表面所吸收。在離子轟擊的幫助下,它們會和表面的原子或分子產生反應。其所產生的揮發性反應生成物會從表面釋出,擴散穿過邊界層,並且經由反應室的對流作用而被抽出。

●非等向性蝕刻機制有兩種:損傷機制和阻絕機制。介電質蝕刻使用損傷機制;矽、多晶態和金屬蝕刻則使用阻絕機制。

●介電質蝕刻使用了氟元素化學品。介電質蝕刻中經常使用CF4、CHF3和Ar。CF4是主要的蝕刻劑,而CHF3是聚合體的源材料,可用來改善PR和.矽的蝕刻選擇性。Ar則用來增強離子轟擊。O2則能增加蝕刻的速率,而H2也可用來改善對PR和矽的蝕刻選擇性。

●矽蝕刻通常使用HBr來作為主要的蝕刻劑,而O2和氣化合物則用於側壁沉積。

●多晶矽蝕刻可利用Cl2或SF6。O2 一般被用來改善對氧化物的選擇性,而HBr則有助於側壁沉積。

●金屬蝕刻中使用了Cl2、BCl3和N2來改善側壁的鈍化作用。



電漿的基礎原理 - 地圖日記 http://www.atlaspost.com/landmark-131437.htm#ixzz12wxql8l4
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弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンドミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンドミル設計

(4)航空エンドミル設計

(5)超高硬度エンドミル

(6)ダイヤモンドエンドミル

(7)医療用品エンドミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンドミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエンドミル~大型エンドミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

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本機規格

  1. 獨立機台
  2. 尺寸:1246 x 650 x1870mm(寬 x深x高)不含印字機
  3. 重量:150公斤(估算值)
  4. 電源:三相,220 V 交流電
  5. CDA:0.5Mpa, 60L/min
  6. 控制器-採用5.6”人機介面及採用Panasonic PLC控制板
  7. 馬達:採用DC無刷馬達
  8. 氣缸及電磁閥:採用日本SMC等級
  9. 儀器:(依客戶需求更換,選配)
    a. LCR Meter : Chroma 11022
    b. DCR Meter : Chroma 16502
    c. Hipot Meter : Chroma 19073
  10. 三色桿燈

 

動作說明

此測包機從Parts Feeder高速取出料件後,經過LCR/DCR/Hipot等儀器測式完成後,將不良品分類, 將良品送入Reel帶中封帶收集成捲

驗包裝機


本機規格

  1. 獨立機台
  2. 尺寸:1246 x 650 x1870mm(寬 x深x高)不含印字機
  3. 重量:150公斤(估算值)
  4. 電源:三相,220 V 交流電
  5. CDA:0.5Mpa, 60L/min
  6. 控制器-採用5.6”人機介面及採用Panasonic PLC控制板
  7. 馬達:採用DC無刷馬達
  8. 氣缸及電磁閥:採用日本SMC等級
  9. 儀器:(依客戶需求更換,選配)
    a. LCR Meter : Chroma 11022
    b. DCR Meter : Chroma 16502
    c. Hipot Meter : Chroma 19073
  10. 三色桿燈

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動作說明

此測包機從Parts Feeder高速取出料件後,經過LCR/DCR/Hipot等儀器測式完成後,將不良品分類, 將良品送入Reel帶中封帶收集成捲


適用規格

  1. 適用尺寸:6mm x 6mm 模壓合金電感
  2. 產出速度:3KK/月(不含Hipot測試)
  3. 產出方式:散料進料 / Reel出料
  4. 可增加印字功能(選配)

 

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生技業產值 5年內擴增為2,600億元www.tool-tool.com - BW數控切削專業書籤 - BW專業切削刀具書籤
 

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【文/程以陸】

行政院院長吳敦義日前參加「第七屆國家創新獎」頒獎典禮時表示,台灣具備優良生技醫療產業的發展環境,包括:優異的學術環境、領先全球的ICT產業及成功的全民健保基礎。

搭配國內優異的人力素質,及國人重視健康的意識,政府未來將全力推動生技醫療產業的發展。

生技產業是國家的根本產業,未來若能結合國內產業界、企業界及學術研究等單位的努力與成果,將可以有效提振國內生技醫療產業的國際競爭力。

去年,全球遭逢H1N1新型流感病毒侵襲,所幸國內迅速、積極地投入疫苗的研發與製造,讓國內疫苗接種率排名全球第5,有效防堵新流感的蔓延。根據統計,我國新流感死亡率約為每百萬人口1.8例,為OECD會員國平均死亡率的3分之一。

2013年起 每年帶動民間投資達540億元

行政院政務委員張進福表示,由於「生技新藥產業發展條例」的通過,政府規劃的「六大新興產業」加上生技起飛計畫的帶動,我國生技產業整體產值5年內持續發展,預期將成為我國下一個兆元產業;2013年起,每年帶動民間生技產業投資達540億元。

政府將從2009年~2012年,投入385.45億元(不包括生技創投基金投入生技界部分),並期望在2012年起,平均1年約70億元的投注, 帶動生技產業民間投資金額,由現今每年約270億餘元,倍增到每年540億元的規模。屆時,國內生技產業的產值,預估由現在的1,300億元,擴增為 2,600億元。

過去8年來,政府投入生技相關領域的經費已逾1000多億元,陸續已有一些初步的成果,為了整合這些成果,進一步發展與商業化,行政院在2009年 3月提出「台灣生技起飛計畫」,希望將之前的研發成果,以接力的方式繼續發展,向產業界擴散,並導入創投時的營運精神,台灣的生技產業才能夠真正起飛。

行政院科技顧問組生技小組主任李宗洲表示,我國生技產業已建構優質臨床研究及醫療體系、健全的研發與生產環境;同時,具有尊重及保護智財權等諸多優勢,在亞洲地區擁有極佳的條件,發展成為國際生醫社群的研發合作夥伴。

亞洲將成為全球生技市場發展重心

亞洲的新興國家將成為全球生技市場發展的重心,位居亞洲樞紐的台灣將可扮演更積極、關鍵的角色。台灣生醫產業的基礎建設完備、並重視智慧財產權的保護,若持續推動兩岸法規協合化,將有機會成為外資藥廠進入亞洲或中國市場的窗口或亞洲企業進軍全球市場的跳板。

同時,我國成立投資的Mega Fund亦獲得國內、外人士高度的興趣,已有數家海外公司詢問申請方式及程序。

李宗洲表示,行政院近年來積極推動的「台灣生技起飛鑽石行動方案」,目的就是希望補強目前生技醫療產業價值鏈的缺口,結合台灣本身的優勢,帶動生技產業的向上發展、向下紮根。

「台灣生技起飛鑽石行動方案」的主要內容,包括:強化產業價值鏈(value chain)中產業化研發能量、成立生技創投基金、推動整合型育成機制,以及成立食品藥物管理局,以建構與國際接軌的醫藥法規環境等4大項重點。

近來,行政院更通過《生技新藥產業發展條例》第3條修正草案,已送請立法院審議。草案中將適度放寬高風險醫療器材獎勵的適用範圍,以符合國內醫療器材產業的實際需求,亦鼓勵我國具競爭優勢的精密機械產業投入生技醫療領域,有助國內生技產業的發展。

產業界紛紛傳出捷報

此外,國發基金於5月的管理會議中,亦修正部份要點內容,包括:創業投資事業資本額、投資對象、經營團隊兼職規定及法律和信用紀錄、創投募資方式、經營團隊資格審查方式,使申請要件更具彈性。

有了政府政策的導引與長期資源的投入,台灣產業界近來紛紛傳出令人振奮的消息,例如,日前,默沙東(MSD)藥廠與台大醫院簽約,在台灣推動「OncoNet抗癌新藥研究計畫」;默沙東這項全新抗癌藥物研究計畫與全球19家醫學中心合作,亞洲只有3家醫學中心入選。

此外,葛蘭素史克(GSK)藥廠將與台北榮總簽署高達10項以上的新藥臨床合約。全球第四大委託臨床研究機構(CRO)百瑞精鼎(Parexel)集團,將在台灣打造亞太營運總部。

生達製藥將與美國上市製藥公司Peregrine及Stason共同發展新型TNT(腫瘤壞死療法)研究。杏輝藥品與日本製藥DAITO簽訂契約,合作開發生產抗乳癌錠劑,預定2011年於日本上市。

健喬信元與日本橘生藥廠合作的攝護腺用藥,及與日本協和藥廠策略聯盟的心血管用藥,則已進入衛生署審查的階段。

已有30家公司通過生技新藥條例資格審定

今年以來,已有健永生技(西藥新藥L-O-M○R MCS)、國鼎生技(治療非小細胞肺癌新藥Antroquinonol、治療紅斑性狼瘡GDAIT7、抗冠狀動脈硬化GD11326)、聚天生醫(用於癌 症檢測的99mTc-Glycopeptide)共計3家公司通過「生技新藥產業發展條例」資格認定;截至5月為止,已有30家公司通過生技新藥條例的資 格審定。

亞洲等新興市場,近年來隨著經濟快速成長、人民所得水準提高,醫療保健支出快速累積,96~98年市場的成長率達13.1%,可望成為未來全球生技製藥市場成長的軸心,這將成為我國生技醫療產業發展的新契機。

【完整內容請見《

生技與醫療器材報導月刊》8月號】

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BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com  bw@tool-tool.com  www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS  DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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ようこそBewise Inc.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。

弊社は専門なエンド?ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンド?ミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンド?ミル設計

(4)航空エンド?ミル設計

(5)超高硬度エンド?ミル

(6)ダイヤモンド?エンド?ミル

(7)医療用品エンド?ミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンド?ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンド?ミル設計

(2)ミクロ?エンド?ミル~大型エンド?ミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

(4)オートメーション整備調達

(5)スポット対応~流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。   

Bewise Inc. tala?l? imalat sanayinde en fazla kullan?lan ve ü? eksende (x,y,z) tala? kald?rabilen freze tak?mlar?ndan olan Parmak Freze imalat??s?d?r. ?ok geni? ürün yelpazesine sahip olan firman?n ba?l?ca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kal?p?? Frezeleri, Kaba Tala? Frezeleri, Konik Al?n Frezeler, K??e Radyüs Frezeler, ?ki A??zl? K?sa ve Uzun Küresel Frezeler, ?? Bükey Frezeler vb. ?eklinde s?ralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

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超硬材料车削的优点www.tool-tool.com - BW數控切削專業書籤 - BW專業切削刀具書籤
 

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超硬材料车削的优点: 与磨削工艺相比较,超硬材料的车削具有以下优点:

 

  1、 在一台车床上既可以进行“软切削”又可以进行超硬切削,一台机床相当于两台机床使用,既节省了厂房空间,又降低了购买机床的资本投入;

 

  2、 超硬车削的切屑效率是磨削的4~6倍;

 

  3、 在超硬车削过程中,可利用车刀单点切削的特点加工形状复杂的工件,而磨床只能用成形砂轮进行磨削;

 

  4、 一次设定可完成多项切削工序,节省了工件的搬运和重新装置的时间,减少工件损伤;

 

  5、 超硬车削可轻易达到Ra0.2~Ra0.4的表面粗糙度;

 

  6、 超硬车削的车床能适应不同规格的工件,尤其是模具行业,满足不同批量和复杂工件的加工;

 

  7、 超硬车削的切屑较磨屑容易处理,符合环保要求;

 

  8、 刀具库存成本较低。

 

  超硬车削是一项切实可行的技术, 能提供良好的经济效益和较佳的工件品质,特别是在高动态刚性的机床上产生的经济效益更为明显。超硬车削过程和一般车削过程没有太大的区别,绝大部分生产厂 家都能引进这一新技术,并应用于实际生产当中。展望未来,随着切削工艺和机床性能的不断研究改进,超硬车削这项新技术将逐步趋于完美,得到更加广泛的应 用。

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(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンド?ミル設計

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硬切削加工参数选择及刀具应用 www.tool-tool.com - BW數控切削專業書籤 - BW專業切削刀具書籤
 

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硬切削加工参数选择及刀具应用

(1) 硬切削加工参数选择 在进行硬车削参数的选择时,工件材料硬度较高,其切削速度应越低。根据选用刀具材料的不同,切削速度选择也有比较大的差别。硬车削精加工的适宜切削速度为80~200m/min.常用范围为100~150m/min;采用大背吃刀量或强烈端续切削高硬度材料,切削速度应保持在80~100 m/min之间。陶瓷刀具和各种硬质合金刀具的切削速度应比PCBN刀具低些。
一般情况下,背吃刀量为0.1~0.3mm。加工表面粗糙度要求低时可选小的背吃刀量,但不能太小,要适宜。

进给量通常可以选择0.05~0.25mm/r,具体数值视表面粗糙度数值和生产率要求而定,过大或过小都会降低刀具使用的寿命。

当表面粗糙度Ra为0.3~0.6m时硬车削比磨削经济得多。

由 于铣削加工是端续切削,和车削相比刀具的冷却时间铣多,因此,高速硬削的切削速度比车削速度高。切削速度随着工件材料硬度、强度的提高而降低。切削速度的 范围一般为90~200m/min。PCBN刀具和超细晶粒硬质合金涂层刀具的切削速度高于陶瓷刀具,陶瓷刀具的切削速度一般不超过100 m/min。背吃刀量一般为0.1~0.4 mm,进给量选择0.1~0.2 mm/r为宜,粗加工时,可提高进给速度以提高加工效率。

(2)硬切削刀具的应用  硬切削已在一些应用领域产生较好的效果;在汽车行业,用CBN刀具加工20CrMo5硬齿轮(60HRC)内孔,代替磨削,已成为国内汽车行业推广的新工艺.在模具行业中用CBN刀具高速精铣硬钢模具,采取小的进给量,中间不接刀,完成型面的精加工,大大减少了抛光的工作量,显著缩短了模具的开发周期,已成为模具制造业的一项新工艺.在机床行业用CBN旋风铣精加工滚珠丝杠(64HRC)代替螺纹磨削,用硬质合金滚刀加工硬齿轮等都显现出很强的生命力。

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硬切削加工要点www.tool-tool.com - BW數控切削專業書籤 - BW專業切削刀具書籤
 

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硬切削加工要点
人 们称加工硬度超过56HRC,或强度超过Rm2000N/Mm2的钢铁材料为硬切削加工。多数情况下,制模或者锻模在预加工之后,要经过渗碳或淬火。在预 加工后,必须预留一定的精加工余量。尤其是加工带有球面或环面形状的工件时,硬铣削更显重要。硬铣削可切削硬度至70HRC的材料,所要求的表面粗糙度通 常只有借助于手工抛光才能达到,这是一道很昂贵的加工工序。为了缩短手工抛光所需的时间,必须在铣削时利用具有确定几何形状的刀刃。如在HSC加工中,使 表面接近于抛光表面的粗糙度:最大为Rz1的表面质量。市场上通用的硬金属铣刀不适合在这个范围内切削。解决硬材料的铣削问题,必须满足一些先决条件。例 如,使用由特种硬质合金基体材料制成、具有独特的几何形状和相应的涂层的铣刀。这意味着刀具必须具备这三个重要要素。在刀具的制造过程中,必须特别注意这 些要素之间的平衡。


通常采用HSC加工才有可能对硬度超过56HRC的工件进行切削。对此,其限制条件是切削速度和温度的综合作用。对于HSC而言,必须在合 适的切削速度下测试工件材料的熔点。通常工件材料的熔点高于涂层的最高允许的温度,所以必须小心谨慎。在此最好的警句是“保持刀具冷却”。这意味着一方面 与工件的接触区必须尽可能小,另一方面必须在确定的速度中完成切削加工,使切削刃来不及发热到超过涂层所允许的温度。


正确检测转速尤其重要。为此,必须以实际有效的刀具直径为基础。在横向进给量Ap=0.1mm的情况下,直径为6mm的球头铣刀,实际有效直径为1.54mm。为了使切削速度达到200m/Min,转速必需达到41000r/Min。


加工时产生的切屑和随切屑所带有的热量必须尽快排除。最佳的方法是通过主轴直接向切削刃吹压缩空气。按照工件材料不同,压缩空气可夹带少量 润滑油。利用少量润滑油能加工出更好的表面质量,因为切屑不会粘附在切削刃上。对于硬切削加工而言,绝对不能使用乳化液。只是一滴水就可能引起温度突变, 并会使刀具分解为单一成分。由于温度突变所引起的硬质合金的微小裂纹,将会导致切削刃开裂。在HSC加工情况下,根据刀具直径和转速的不同,这些碎片可能 具有相当于从轻武器中射出的子弹的能量。


最早为石墨切削而开发的HSC铣削,不仅意味着高转速和大进给量,而且在众多因素的共同作用下,其应用范围不断扩大。硬铣削的功率在很大程度上决定于所使用的机床。总而言之,硬切削的概念是和高速机械加工联系在一起的。

 

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硬切削与磨削www.tool-tool.com - BW數控切削專業書籤 - BW專業切削刀具書籤
 

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近年来,国外兴起一种称之为硬切削的新工艺,对传统 的磨削方法提岀挑战并产一定冲击,同时还引发了一场硬切削是否会取代磨削的争议。磨削加工的前景如何?下个世纪是否有新的发展?对我们生产磨床的厂家而 言,对这一发展动向肯定是感兴趣的,因为它关系到我们今后的发展与生存。 


    硬切削的概念是什么? 
    硬切削是指使用CBN实体刀具、CBN刀头或陶瓷刀具来加工淬硬的工件。用硬切削这种新工艺可以切削淬硬钢、灰铸铁、球墨铸铁、粉末冶金和特殊材料。当 然,也有一些材料如青铜等不适合采用硬切削。用硬切削可进行车削、表面加工、攻螺纹、铣削、开槽、靠模加工、车削锥面。据美国有关文章报导,硬切削使工件 光洁度始终保持16um。在正常条件下,光洁度能达到6~8um。目前,硬切削这种新工艺正在许多工业部门采用,如汽车制造厂用这种方法对传动轴、各类轴 传动链、发动机、制动盘和制动转子进行半精加工和精加工;飞机制造厂用这种方法制造副翼齿轮和起落架,从油田到钢厂到处可以看到硬切削方法的应用。机床、 工具、重型卡车、农业机具、医用设备、罐头模具、汽车零件都把硬切削作为其生产过程的一个组成部份。

 
采用硬切削工艺的优点: 
1、  硬切削成本低廉,一般仅为磨削的四分之一: 
2、  用硬切削不需用专用刀具、专用机械和夹具,而磨削则要求使用磨床,硬切举贤则可在现有的NC或CNC车削中心上进行; 
3、  生产率高,因为CBN刀具的切削速度可高达274m/min以上,使生产率大大提高,节省了大量时间。 


    由于CBN刀具的成本近年来已大大降低,从而为硬切削推广应用创造了条件。成本不仅指刀具成本,而是每只零件的制造成本,以较长的刀具寿命和每个切削刀头 的低成本,CBN为硬加工提供了一条最经济的途径。如美国有一家公司以前用粗磨来加工一种硬质齿轮的端面,后改用硬切削作为粗加工,再进行精磨,成本减少 40%。如果把粗磨和精磨都改为硬切削,那么加工时、夹具成本、刀具成本以及能耗都可下降,而生产率却可提高,并使每只零件的成本下降55%。美国另一家 生产压力环的工厂,原工艺都是磨削,包括内圆磨削、端面磨削、外圆磨削和球面磨削四道工序,改用硬切削后,只用VNMA332和CNMA432两把刀具, 使加工速度提高10倍。 


    此外,在废物处理和环保方面,硬切削优于磨削。磨削会产生磨屑和冷却液的混合物,这是不能再利用的废物,会污染环境。硬切削产生的废屑则可再利用,这对重视环境保护的今天来讲特别重要。 


近年来,工厂的空间备受重视,与CBN刀具相比,砂轮比较大而且笨重,因此难以贮存。CBN刀具很小,而且不必再增加新机床就可用于硬切削,从而节省了工厂的空间。 

    硬切削的迅速发展是建立在过去几年CBN刀具技术进步的基础上,90年代初只能在少数几种CBN刀具中选择用于硬切削。目前,用户的选择多了10倍。再 者,速度也大大提高,90年代初对铸铁的最大切削速度约为152m/min,现在最高切削速度达1524m/min,大多数连续的硬质钢切削速度在 90~150m/min,进给量0.05~0.2mm/r,切削深度达到0.1~0.5mm。CBN的适用性扩大,过去不能用于脆性工件,现在对硬度不一 的工件都能进行加工。 

    鉴于硬切削有上述许多优点,国外有关专家认为这项新技术代表了今天,也预示着明天。有的还发出了“你为何还采用磨削”的问题。 


    但是,高速机械加工和硬切削真的会取代磨削吗? 
    磨削专家认为不会,因为磨床具有自身的一些优势,磨削精度较高,对公差要求较严的加工非磨削莫属。磨削时可以加上在线测量,在加工时间可闭合循环,这种方 法在其它机床上难以实现。而最重要的一点,近几年新材料层出不穷。替代了许多传统的材料。实践证明,磨削是加工这类新型材料的好方法。因此,今后磨削加工 仍是不可缺少的。诚然,对一般材料而言,磨削可能会遇到铣削、铰削、车削等方法强有力的竞争。但对诸如陶瓷、金属陶瓷复合材料、晶须加强材料以及高温超级 合金之类的新一代材料而言,硬切削决不是磨削的对手,而且必须用磨削进行加工。例如,磨削是加工在喷气飞机发动机中使用的超级合金工件的唯一方法,也是加 工用陶瓷合金、陶瓷和玻璃制成的汽车和光学无件的唯一方法。新型材料一般都具有硬脆、耐磨、耐热等特点,聚合型材料都是绝对需要的加工手段。对耐热和耐磨 损的陶瓷涂料而言,面临更为复杂的问题,即要同时磨削陶瓷和金属。 


    随着生产发展和技术进步,对磨床提出了许多新的要求,如美国磨削协会提出如下要求: 
    主轴转速要达到25000r/min,可以来9144/min(152.4m/s)甚至更高的速度进行磨削;磨头主轴设计刚性好,机床体积较小,轻便,加 工区体积可加工各种形状的工件,范围广的和精密控制的拖板定位系统,采用模块化设计和较多的标准件,与CNC相连的修整系统,可跟踪砂轮尺寸,修整器位置 以及砂轮对工件的位置 国具有能监控机床状态,机床动平衡、主轴和电动机状态以及砂轮状态的传感器,监控修整时金刚三石与CBN砂轮间的接触,监督CNB砂轮与工件之间的接触, 以提高效率。该协会还希望具有对小工件进行缓进给成形磨削的能力,希望用平面磨床替代平面铣床。该协会还对21世纪的磨削提出展望,21世纪的磨床将采用 磁性悬浮主轴,在15kW功率范围内,转速达到40000r/min,而占地面积很小,水基静压轴承可以使用水基切削液,能进行连续修整的高感应大气孔陶 瓷结合剂砂轮,用于加工陶瓷的金属结合剂金刚砂轮可进行电解修整。一些公司对高速磨削作了许多试验,目前CNB砂轮的线速已达 150~250m/s,并以声速作了试输,下个世纪,高速磨削将更广泛地得到应用。CNC控制将更完善,比如能处理在缓进给磨削陶瓷时的摆线磨削,恒定的 常用进给量磨削使砂轮最优化,能减少磨削时间的切入式和纵向进向进给磨削,在平面磨床上作外圆磨削,以及一个坐标轴或几个坐标轴的进给量补偿,以便使磨削 循环最佳化。

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