Новый метод полировки RB-SiC
Недавно исследовательская группа Лаборатории прецизионного оптического производственного и испытательного центра Шанхайского института оптики и точного машиностроения Китайской академии наук добилась прогресса в исследованиях по повышению эффективности полировки с помощью фемтосекундной лазерной модификации поверхности карбида кремния. Исследования показали, что путем модификации поверхности RB-SiC, предварительно покрытой порошком Si, с помощью фемтосекунднойлазером можно получить слой модификации поверхности с прочностью сцепления 55,46 Н. И уже через 4,5 часа полировки на поверхности модифицированного RB-SiC можно получить оптическую поверхность с шероховатостью поверхности Sq 4,45 нм. Эффективность полировки увеличилась более чем в три раза по сравнению с прямой шлифовкой и полировкой. Это исследовательское достижение расширяет методы модификации поверхности RB-SiC, управляемость лазера и простоту этого метода. Поэтому он подходит для модификации поверхности RB-SiC сложных контуров. Surface Science опубликовала соответствующие достижения.
RB-SiC, как тип реакционно связанной карбидокремниевой керамики , обладает превосходными свойствами. Это один из самых превосходных и доступных материалов для оптических компонентов легких больших телескопов, особенно для больших зеркал сложной формы. Однако RB-SiC является типичным высокотвердым многофазным материалом. В процессе спекания, когда жидкий Si реагирует с C, в сырце остается 15-30% остаточного кремния. Разница в полирующих свойствах этих двух материалов приводит к образованию микроступенек на стыке компонентов фаз SiC и Si при прецизионной полировке поверхности. Это приведет к дифракции. Это не способствует получению качественной полированной поверхности и создает огромные трудности для последующей полировки.
В ответ на вышеуказанные проблемы исследователи нашли метод предварительной обработки модификации поверхности фемтосекундным лазером. Они использовали фемтосекундный лазер для модификации поверхности RB-SiC, предварительно покрытой порошком кремния. Это не только решает проблему поверхностного рассеяния, вызванную разницей в полирующих свойствах двух фаз, но также эффективно снижает сложность полировки матрицы RB-SiC и повышает эффективность полировки. Результаты исследований свидетельствуют о том, что предварительно нанесенный порошок Si на поверхность RB-SiC окисляется под действием фемтосекундного лазера. Затем, по мере постепенного углубления окисления вглубь границы, модифицированный слой образует связь с матрицей RB-SiC.
Путем оптимизации параметров лазерного сканирования для регулировки глубины окисления был получен высококачественный модифицированный слой с прочностью сцепления 55,46 Н. Этот модифицированный слой легче полировать по сравнению с подложкой RB-SiC, что позволяет уменьшить шероховатость поверхности предварительно обработанного RB-SiC до Sq 4,5 нм всего за несколько часов полировки. По сравнению с абразивной полировкой подложки RB-SiC этот результат показывает повышение эффективности полировки более чем в три раза. Кроме того, этот метод прост в эксплуатации и предъявляет низкие требования к профилю поверхности матрицы RB-SiC. Следовательно, его можно применять к более сложным поверхностям RB-SiC и значительно повышать эффективность полировки.
