Novo método para polir RB-SiC
Recentemente, a equipe de pesquisa do Laboratório de Fabricação Óptica de Precisão e Centro de Testes do Instituto de Óptica e Maquinário de Precisão de Xangai, Academia Chinesa de Ciências, fez progressos na pesquisa para melhorar a eficiência de polimento pela modificação do laser de femtosegundo da superfície de carboneto de silício. A pesquisa descobriu que, ao modificar a superfície RB-SiC pré-revestida com pó de Si usando um femtossegundolaser, uma camada de modificação de superfície com uma força de ligação de 55,46 N pode ser obtida. E após apenas 4,5 horas de polimento, a superfície do RB-SiC modificado pode obter uma superfície óptica com rugosidade Sq de 4,45 nm. A eficiência de polimento aumentou em mais de três vezes em comparação com a retificação e polimento diretos. Esta conquista de pesquisa expande os métodos de modificação de superfície do RB-SiC, a controlabilidade do laser e a simplicidade deste método. Portanto, é adequado para tratamento de modificação de superfície RB-SiC de contornos complexos. A Surface Science publicou realizações relevantes.
RB-SiC, como um tipo de cerâmica de carboneto de silício ligada por reação , tem excelentes propriedades. É um dos materiais mais excelentes e viáveis para os componentes ópticos de grandes telescópios leves, especialmente espelhos grandes e de formato complexo. No entanto, o RB-SiC é um material multifásico típico de alta dureza. Durante o processo de sinterização, quando o Si líquido reage com C, 15% -30% do silício residual permanece no corpo verde. A diferença no desempenho do polimento entre esses dois materiais resulta na formação de microdegraus na junção dos componentes da fase SiC e Si durante o polimento de precisão da superfície. Isso levará à difração. Isso não favorece a obtenção de superfícies polidas de alta qualidade e representa um grande desafio para o polimento subsequente.
Em resposta às questões acima, os pesquisadores encontraram um método de pré-tratamento de modificação de superfície com laser de femtosegundo. Eles adotaram um laser de femtosegundo para modificar a superfície RB-SiC pré-revestida com pó de silício. Isso não apenas resolve o problema de dispersão da superfície causado pela diferença no desempenho do polimento entre as duas fases, mas também reduz efetivamente a dificuldade de polimento da matriz RB-SiC e melhora a eficiência do polimento. Os resultados da pesquisa indicam que o pó de Si pré-revestido na superfície do RB-SiC é oxidado sob a ação de um laser de femtosegundo. Então, à medida que a oxidação se aprofunda gradualmente na interface, a camada modificada forma uma ligação com a matriz RB-SiC.
Ao otimizar os parâmetros de varredura a laser para ajustar a profundidade de oxidação, uma camada modificada de alta qualidade com uma força de ligação de 55,46 N foi obtida. Essa camada modificada é mais fácil de polir em comparação com o substrato RB-SiC, permitindo que a rugosidade da superfície do RB-SiC pré-tratado seja reduzida para Sq 4,5 nm em apenas algumas horas de polimento. Comparado com o polimento abrasivo do substrato RB-SiC, este resultado mostra uma melhoria de eficiência de polimento de mais de três vezes. Além disso, este método é fácil de operar e possui baixos requisitos para o perfil da superfície da matriz RB-SiC. Portanto, pode ser aplicado em superfícies RB-SiC mais complexas e melhorar significativamente a eficiência do polimento.
