激光烧蚀反应烧结碳化硅表面形貌特征及亚表面损伤研究

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作者 张全利 刘建 +5 位作者 孙智源 吴明涛 蔡毅斌 曾加恒 金锃阳 傅玉灿 《航空科学技术》 2024年第7期56-64,共9页

反应烧结碳化硅(RB-SiC/Si)因具有耐高温、耐腐蚀、比刚度高、热膨胀小、耐磨等优点而广泛应用于大口径空间望远镜、卫星遥感、航空发动机零部件等领域。然而高强度高硬度的材料特性,也导致反应烧结碳化硅呈现出难加工的特点。激光束加... 反应烧结碳化硅(RB-SiC/Si)因具有耐高温、耐腐蚀、比刚度高、热膨胀小、耐磨等优点而广泛应用于大口径空间望远镜、卫星遥感、航空发动机零部件等领域。然而高强度高硬度的材料特性,也导致反应烧结碳化硅呈现出难加工的特点。激光束加工具有能量密度高、加工范围广等特点,适用于加工硬脆材料,但同时也存在表面热损伤严重的缺点。本文研究了激光参数对反应烧结碳化硅加工表面形貌特征的影响,分析了纳秒激光与反应烧结碳化硅之间的作用机理。在反应烧结碳化硅烧蚀产物分析基础上确定了高温氧化过程及氧化产物类型。通过角度抛光法研究激光加工单沟槽产生的亚表面损伤,以及激光加工沟槽组之间产生的大尺寸亚表层损伤,建立了激光加工参数与亚表面损伤深度间映射关系。本文的研究成果可为反应烧结碳化硅的高效精密低损伤加工奠定理论基础和提供技术支持。 展开更多

关键词 纳秒脉冲激光 RB-SiC/Si 材料去除机理 表面特征 亚表面损伤

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低亚表面损伤石英光学基底的加工和检测技术 被引量：14

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作者 马彬 沈正祥 +5 位作者 张众 贺鹏飞 季一勤 刘华松 刘丹丹 王占山 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2181-2185,共5页

制备低亚表面损伤的超光滑光学基底,是获得高损伤阈值薄膜的前提条件。针对石英材料在不同加工工序中引入亚表面损伤层的差异,首先利用共焦显微成像结合光散射的层析扫描技术,对W10和W5牌号SiC磨料研磨后的亚表面缺陷进行了检测,讨论了... 制备低亚表面损伤的超光滑光学基底,是获得高损伤阈值薄膜的前提条件。针对石英材料在不同加工工序中引入亚表面损伤层的差异,首先利用共焦显微成像结合光散射的层析扫描技术,对W10和W5牌号SiC磨料研磨后的亚表面缺陷进行了检测,讨论了缺陷尺寸与散射信号强度、磨料粒径与损伤层深度间的对应关系;同时,采用化学腐蚀处理技术对抛光后样品的亚表面形貌进行了刻蚀研究,分析了化学反应生成物和亚表面缺陷对刻蚀速率的影响、不同深度下亚表面缺陷的分布特征,以及均方根粗糙度与刻蚀深度间的联系。根据各道加工工艺的不同采用了相应的亚表面检测技术,由此来确定下一道加工工序,合理的去除深度,最终获得了极低亚表面损伤的超光滑光学基底。 展开更多

关键词 亚表面损伤层 共焦显微成像 光散射 化学腐蚀 刻蚀速率

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光学材料抛光亚表面损伤检测及材料去除机理 被引量：13

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作者 王卓 吴宇列 +3 位作者 戴一帆 李圣怡 鲁德凤 徐惠赟 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期107-111,共5页

抛光后光学元件仍然存在亚表面损伤,它降低光学元件的抗激光损伤能力和光学性能,为去除抛光亚表面损伤以提升光学元件使用性能,需要对其进行准确检测和表征。首先,采用恒定化学蚀刻速率法和二次离子质谱法分别检测水解层深度和抛光杂质... 抛光后光学元件仍然存在亚表面损伤,它降低光学元件的抗激光损伤能力和光学性能,为去除抛光亚表面损伤以提升光学元件使用性能,需要对其进行准确检测和表征。首先,采用恒定化学蚀刻速率法和二次离子质谱法分别检测水解层深度和抛光杂质的嵌入深度。然后,使用原子力显微镜检测亚表面塑性划痕的几何尺寸。通过分析表面粗糙度沿深度的演变规律,研究浅表面流动层、水解层和亚表面塑性划痕间的依存关系。最后,建立抛光亚表面损伤模型,并在此基础上探讨抛光材料去除机理。研究表明:水解层内包括浅表面流动层、塑性划痕和抛光过程嵌入的抛光杂质;石英玻璃水解层深度介于76和105nm之间;抛光过程是水解反应、机械去除和塑性流动共同作用的结果。 展开更多

关键词 亚表面损伤 抛光 水解层 材料去除机理

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聚焦光在亚表面损伤介质中的散射特性 被引量：4

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作者 田爱玲 田玉珺 +4 位作者 王春慧 潘永强 王红军 刘丙才 朱学亮 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期115-121,共7页

针对光学元件的亚表面缺陷,结合基于激光共焦层析的亚表层检测方法,建立聚焦光束在亚表面损伤介质中的传输模型,并采用有限元分析方法,仿真研究K9玻璃光学元件亚表层缺陷对聚焦光束的散射调制特性,特别对颗粒状和微裂纹两类特殊缺陷的... 针对光学元件的亚表面缺陷,结合基于激光共焦层析的亚表层检测方法,建立聚焦光束在亚表面损伤介质中的传输模型,并采用有限元分析方法,仿真研究K9玻璃光学元件亚表层缺陷对聚焦光束的散射调制特性,特别对颗粒状和微裂纹两类特殊缺陷的光学调制特性进行研究和分析,探索了波长、缺陷大小、缺陷折射率及缺陷方向对聚焦光束散射特性的影响规律,通过分析包含亚表面损伤缺陷信息的光场分布图和强度变化曲线,获得了亚表面损伤缺陷的信息,并对其进行评价。 展开更多

关键词 亚表面损伤 有限元法 聚焦光束 光散射 光学元件

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磨削加工光学元件亚表面损伤探究 被引量：4

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作者 叶卉 杨炜 +3 位作者 胡陈林 毕果 彭云峰 许乔 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期186-191,共6页

对磨削加工的K9材料试件进行亚表面损伤探究,分析磨削加工产生亚表面损伤的原因。分别用亚表面损伤深度预测法、分阶刻蚀法预测和检测元件亚表面损伤深度,并分析切深、工作台进给速度、砂轮转速等参数对亚表面损伤深度的影响。研究表明... 对磨削加工的K9材料试件进行亚表面损伤探究,分析磨削加工产生亚表面损伤的原因。分别用亚表面损伤深度预测法、分阶刻蚀法预测和检测元件亚表面损伤深度,并分析切深、工作台进给速度、砂轮转速等参数对亚表面损伤深度的影响。研究表明,分阶刻蚀法直观有效,与亚表面损伤深度预测法的结果一致性较好。在本文实验条件下,自行加工K9试件的亚表面损伤深度随切深增大而加深,随工作台进给速度增大而有所增加,砂轮转速对亚表面损伤深度影响并不明显。 展开更多

关键词 光学元件 磨削 亚表面损伤 损伤深度 分阶刻蚀法

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光学元件亚表面损伤深度的无损荧光检测方法 被引量：5

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作者 侯晶 王洪祥 +2 位作者 王储 王景贺 朱本温 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期17-22,共6页

为了实现光学元件亚表面损伤的低成本、快速、准确检测,提出一种光学元件亚表面损伤深度无损荧光检测方法.在研磨和抛光加工过程中添加纳米荧光量子点溶液作为标记物,量子点受到激发光辐照后能够产生荧光现象,然后利用激光共聚焦显微镜... 为了实现光学元件亚表面损伤的低成本、快速、准确检测,提出一种光学元件亚表面损伤深度无损荧光检测方法.在研磨和抛光加工过程中添加纳米荧光量子点溶液作为标记物,量子点受到激发光辐照后能够产生荧光现象,然后利用激光共聚焦显微镜进行逐层扫描以获取被测样品不同深度处的切片图像,当扫描深度达到某一特定值时,荧光强度开始由强变弱,通过特征点荧光强度的变化最终确定光学元件的亚表面损伤深度.自行开发了亚表面损伤深度无损检测软件,检测软件具有图像阈值处理、亮点自动识别、图像显示和曲线表征等功能,可以实现光学元件亚表面损伤深度的快速无损检测.将无损检测结果与损伤性检测结果进行了对比分析,结果表明两种检测方法相对误差在10%以内,验证了提出的无损荧光检测方法的有效性. 展开更多

关键词 光学元件 亚表面损伤 无损检测 图像处理 磁流变抛光

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亚表面损伤机理以及常用测量方法研究 被引量：4

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作者 李改灵 孙开元 +2 位作者 冯仁余 刘永军 常林枫 《煤矿机械》 北大核心 2008年第12期99-100,共2页

材料在加工的过程中会引入亚表面损伤,对材料的使用性能造成很大的影响。就亚表面损伤产生机理以及常用的测量方法进行研究,从而为加工过程优化、提高加工质量提供了理论依据和参考。

关键词 亚表面损伤 裂纹 残余应力 HF蚀刻速率 角度抛光

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GaAs化学机械抛光引入亚表面损伤层的分析 被引量：2

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作者 郑红军 卜俊鹏 +4 位作者 何宏家 吴让元 曹福年 白玉珂 惠峰 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期111-115,共5页

采用ＴＥＭ、ＸｒａｙＲｏｃｋｉｎｇＣｕｒｖｅ等测试的方法，对ＧａＡｓ晶片化学机械抛光后亚表面损伤层引入的深度进行了分析，探讨了碱性ＳｉＯ２胶体水溶液加入不同浓度的电解质（ＮａＯＣｌ）后所发生胶粒带电程度的变化，从胶... 采用ＴＥＭ、ＸｒａｙＲｏｃｋｉｎｇＣｕｒｖｅ等测试的方法，对ＧａＡｓ晶片化学机械抛光后亚表面损伤层引入的深度进行了分析，探讨了碱性ＳｉＯ２胶体水溶液加入不同浓度的电解质（ＮａＯＣｌ）后所发生胶粒带电程度的变化，从胶体理论的角度解释了ＳｉＯ２胶体溶液不稳定对ＧａＡｓ抛光晶片亚表面损伤层的影响。 展开更多

关键词 砷化镓 抛光 亚表面损伤层

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微晶玻璃亚表面损伤深度测量技术及控制试验研究 被引量：1

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作者 向勇 任杰 +3 位作者 白满社 陈勇 陈静 张晋宽 《航空制造技术》 2015年第19期18-21,25,共5页

针对微晶玻璃材料研磨加工引入的亚表面损伤层,综合使用磁流变抛光斑点技术和HF酸差动化学蚀刻速率法测量亚表面裂纹层深度和亚表面残余应力层厚度,针对微晶玻璃材料抛光加工引入的亚表面损伤,采用蚀刻台阶高度变化率法对其进行了准确... 针对微晶玻璃材料研磨加工引入的亚表面损伤层,综合使用磁流变抛光斑点技术和HF酸差动化学蚀刻速率法测量亚表面裂纹层深度和亚表面残余应力层厚度,针对微晶玻璃材料抛光加工引入的亚表面损伤,采用蚀刻台阶高度变化率法对其进行了准确测量。基于研磨、抛光产生的亚表面损伤深度准确检测的基础上,提出一种超低亚表面损伤复合加工工艺。将复合工艺与传统工艺加工试件的亚表面损伤深度进行了对比,试验结果表明,复合工艺对亚表面损伤抑制效果非常明显,试验证实了提出的复合工艺可以实现微晶玻璃超低亚表面损伤加工。 展开更多

关键词 亚表面损伤 残余应力 研磨 抛光 磁流变抛光

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单晶硅片超精密加工表面\亚表面损伤检测技术 被引量：15

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作者 张银霞 《电子质量》 2004年第7期72-75,共4页

对超精密加工的硅片的表层完整性的精密控制需要以精、准的检测技术为基础,本文概括性 的分析了用于超精密加工硅片的表面\亚表面损伤检测技术,并从破坏性和非破坏性两个角度对检测方 法的应用和发展进行了论述。

关键词 单晶硅片 超精密加工 表面\亚表面损伤 检测方法

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具有亚表面损伤层基底表面的激光减反膜设计

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作者 刘华松 刘杰 +3 位作者 王利栓 姜玉刚 冷健 季一勤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期2737-2741,共5页

光学材料的亚表面损伤层(SSD)是激光光学领域内的研究热点之一。亚表面损伤层的存在将导致其表面薄膜特性发生变化,尤其是在高精度低损耗激光薄膜的设计与制造中亚表面损伤层必须给予考虑。文中研究了亚表面损伤层的物理特性,并借助于... 光学材料的亚表面损伤层(SSD)是激光光学领域内的研究热点之一。亚表面损伤层的存在将导致其表面薄膜特性发生变化,尤其是在高精度低损耗激光薄膜的设计与制造中亚表面损伤层必须给予考虑。文中研究了亚表面损伤层的物理特性,并借助于椭圆偏振仪测量基底表面的椭偏光谱,反演计算出SSD的物理厚度和折射率梯度。通过计算得到了亚表面的深度和梯度对激光减反膜反射率光谱的影响,证明了亚表面深度对反射率的影响具有周期效应。在考虑亚表面损伤层的深度和梯度存在的基础上,对激光减反膜的设计进行了理论修正,数值实验结果证明通过膜系的修正可以实现633 nm处的零反射。 展开更多

关键词 激光减反膜 亚表面损伤层 椭偏光谱 折射率梯度

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压电石英亚表面损伤层分析

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作者 李世岚 包生祥 +3 位作者 马丽丽 彭晶 杜支波 周勋 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2008年第2期246-247,共2页

压电石英基片在加工过程中会带来表面/亚表面损伤,这种损伤会直接影响电子器件的性能、稳定性及寿命。该文采用扫描电镜(SEM)观测与X-射线双晶回摆曲线检测化学腐蚀逐层剥离深度相结合的方法,定量分析了36°AT切压电石英基片亚表面... 压电石英基片在加工过程中会带来表面/亚表面损伤,这种损伤会直接影响电子器件的性能、稳定性及寿命。该文采用扫描电镜(SEM)观测与X-射线双晶回摆曲线检测化学腐蚀逐层剥离深度相结合的方法,定量分析了36°AT切压电石英基片亚表面损伤层厚度,并探讨了亚表面损伤层的形成原因及对器件性能的影响。 展开更多

关键词 压电石英 化学机械抛光 亚表面损伤

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高陡度非球面磨削亚表面损伤深度规律

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作者 朱登超 戴一帆 +1 位作者 关朝亮 王贵林 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期43-47,共5页

具有高陡度非球面特性的光学元件可以明显改善光学系统的空气动力学性能,从而提升和优化系统综合性能。磨削加工方法可以作为此类元件的前期加工工序,而磨削难免会造成零件的亚表面损伤,且在这种高陡度非球面磨削加工中磨削参数是实时... 具有高陡度非球面特性的光学元件可以明显改善光学系统的空气动力学性能,从而提升和优化系统综合性能。磨削加工方法可以作为此类元件的前期加工工序,而磨削难免会造成零件的亚表面损伤,且在这种高陡度非球面磨削加工中磨削参数是实时变化的,造成整个工件亚表面损伤深度不一致。针对这种情况,建立亚表面损伤预测模型,并结合半球形砂轮磨削的特点,通过理论计算预测非球面磨削亚表面损伤深度分布规律。在此基础上,以热压多晶氟化镁平面为对象进行模拟参数实验,通过磁流变抛斑点法得到各组参数下亚表面损伤深度情况,结果显示损伤深度范围在12.79μm^20.96μm之间,且沿试件半径方向由内向外呈增大趋势,结果与预测模型相吻合。 展开更多

关键词 高陡度非球面 亚表面损伤 预测模型 热压多晶氟化镁

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化学机械抛光产生的碲镉汞材料亚表面损伤层的研究 被引量：1

14

作者 乔辉 陈心恬 +4 位作者 赵水平 兰添翼 王妮丽 朱龙源 李向阳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期1-5,共5页

针对化学机械抛光工艺对碲镉汞材料所产生的亚表面损伤层进行了研究。利用椭圆偏振光谱方法对经过腐蚀剥层的碲镉汞材料表面进行了光学表征,认为化学机械抛光工艺造成的亚表面损伤层的深度大概为抛光工艺中所使用研磨颗粒直径的15~20倍... 针对化学机械抛光工艺对碲镉汞材料所产生的亚表面损伤层进行了研究。利用椭圆偏振光谱方法对经过腐蚀剥层的碲镉汞材料表面进行了光学表征,认为化学机械抛光工艺造成的亚表面损伤层的深度大概为抛光工艺中所使用研磨颗粒直径的15~20倍。通过少子寿命表征和光导器件性能的对比测试,认为将该亚表面损伤层完全去除后,材料的少子寿命和器件的光电性能会得到明显的提高。 展开更多

关键词 化学机械抛光 亚表面损伤 椭圆偏振 少子寿命 碲镉汞

全文增补中

熔石英元件抛光表面的亚表面损伤研究 被引量：6

15

作者 何祥 谢磊 +1 位作者 赵恒 马平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期33-37,共5页

通过结合HF酸洗和微分干涉差显微成像对两组抛光元件的亚表面损伤进行直接观测和分析。结果显示微分干涉差显微成像相比于传统的明场成像具有更好的分辨率,可以更有效检测HF酸洗后暴露的各种浅塑性亚表面损伤。对两组抛光元件的亚表面... 通过结合HF酸洗和微分干涉差显微成像对两组抛光元件的亚表面损伤进行直接观测和分析。结果显示微分干涉差显微成像相比于传统的明场成像具有更好的分辨率,可以更有效检测HF酸洗后暴露的各种浅塑性亚表面损伤。对两组抛光元件的亚表面损伤的对比分析发现熔石英元件在抛光中会产生大量的亚表面损伤,这些亚表面损伤绝大多数是浅塑性的划痕和坑,仅有少量的脆性断裂损伤,较大的抛光颗粒会产生更多更严重的亚表面损伤,并且这些亚表面损伤被表面沉积层所掩盖,表面粗糙度不能反映亚表面损伤的严重程度。 展开更多

关键词 熔石英 化学机械抛光 亚表面损伤 微分干涉差显微成像 沉积层

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熔石英光学元件亚表面损伤评价与磁流变抛光抑制方法 被引量：5

16

作者 赵子渊 何建国 +1 位作者 张云飞 周铭 《激光杂志》 北大核心 2017年第7期13-16,共4页

针对研磨抛光处理后熔石英元件残余亚表面损伤不易检测和难以消除的特点,本文提出采用磁流变抛光柔性加工方法抑制亚表面损伤。通过采用磁流变抛光技术去除熔石英元件的不同深度表层材料,使其残余的亚表面损伤充分暴露。基于灰度熵值和... 针对研磨抛光处理后熔石英元件残余亚表面损伤不易检测和难以消除的特点,本文提出采用磁流变抛光柔性加工方法抑制亚表面损伤。通过采用磁流变抛光技术去除熔石英元件的不同深度表层材料,使其残余的亚表面损伤充分暴露。基于灰度熵值和功率谱密度分别对暗场检测获得的二值图像中缺陷数量以及磁流变处理前后空间频率的变化进行量化分析。研究表明,抛光后熔石英元件的亚表面缺陷数量随去除材料深度的增加呈现出先增加后逐步降低的趋势;缺陷分布的不均性则随去除深度增加呈上升趋势。实验结果说明磁流变抛光技术对微米级的亚表面缺陷有较好的抑制效果。 展开更多

关键词 磁流变抛光 亚表面损伤 熔石英 灰度熵值 功率谱密度

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基于分子动力学的GaN纳米磨削亚表面损伤形成机制 被引量：2

17

作者 吴珍珍 刘一扬 +3 位作者 韩涛 王东霞 翟会丽 闫海鹏 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第12期1368-1374,1382,共8页

纳米磨削技术是实现Ga N晶体低损伤加工的超精密加工方法之一,但纳米磨削过程中Ga N的亚表面损伤形成机制仍不清楚。同时,磨削深度作为典型的工艺参数之一,其对Ga N亚表面损伤的影响也鲜有报道。通过分子动力学模拟来研究Ga N纳米磨削... 纳米磨削技术是实现Ga N晶体低损伤加工的超精密加工方法之一,但纳米磨削过程中Ga N的亚表面损伤形成机制仍不清楚。同时,磨削深度作为典型的工艺参数之一,其对Ga N亚表面损伤的影响也鲜有报道。通过分子动力学模拟来研究Ga N纳米磨削过程中的亚表面损伤形成机制以及磨削深度对亚表面损伤的影响。结果表明,Ga N亚表面存在间隙原子、空位缺陷、原子团簇、位错、堆垛层错和结构相变等缺陷。位错的伯氏矢量方向主要为■、■,相变由六方纤锌矿结构向立方闪锌矿结构和非晶结构转变。磨削深度由0.5nm增加到2.0nm时,切向磨削力由26N增加到182N,法向磨削力由148N增加到305N,并且位错线长度由6.5nm增加到18.2nm,亚表面损伤层深度由1.7nm增加到4.1nm。位错滑移和结构相变是Ga N纳米磨削过程中的主要塑性变形机制。由于磨削深度的增加导致磨削力增大,使得磨削接触区的磨削热量和能量升高,因此Ga N塑性变形程度随磨削深度的增加而增大。 展开更多

关键词 氮化镓(GaN) 分子动力学 纳米磨削 亚表面损伤 塑性变形 磨削深度

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光学元件亚表面损伤散射特性仿真研究 被引量：5

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作者 段珊 姜淑华 王春阳 《电光与控制》 北大核心 2018年第9期75-77,105,共4页

光学元件在研抛过程中不可避免地引入亚表层损伤缺陷,会破坏基底材料的均匀性,使入射的光波发生散射现象,严重影响产品光学性能。损伤隐蔽复杂的特点使得对其散射信号的研究变得十分困难。一种基于光散射法的亚表面无损检测方法——激... 光学元件在研抛过程中不可避免地引入亚表层损伤缺陷,会破坏基底材料的均匀性,使入射的光波发生散射现象,严重影响产品光学性能。损伤隐蔽复杂的特点使得对其散射信号的研究变得十分困难。一种基于光散射法的亚表面无损检测方法——激光共焦显微检测方法,利用亚表面损伤对入射光的散射调制信号分析光学元件的亚表面损伤信息,具有快速、准确的特点。针对损伤的散射特性,结合时域有限差分法(FDTD),对颗粒状和微裂纹两类特殊损伤建立电磁仿真模型,研究聚焦光入射的散射光场分布,以及不同深度下探测得到光强变化曲线,得出损伤光强探测曲线能够反映出颗粒尺寸与深度及微裂纹宽度与深度的信息。研究结果对亚表面损伤无损探测方法的探索具有一定的理论指导价值。 展开更多

关键词 光学元件 亚表面损伤 聚焦光 时域有限差分法 光散射

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固结磨料研磨硫化锌的亚表面损伤预测分析 被引量：3

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作者 张羽斐 王子琨 +2 位作者 胡伟栋 牛凤丽 朱永伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期380-388,共9页

研磨抛光后产生的工件亚表面损伤是评价工艺优劣及确定加工余量的主要参考,因此对亚表面损伤准确的预测有助于提高加工效率。采用离散元法对典型的软脆材料硫化锌固结磨料研磨过程中产生的亚表面损伤进行模拟,预测不同粒径金刚石加工工... 研磨抛光后产生的工件亚表面损伤是评价工艺优劣及确定加工余量的主要参考,因此对亚表面损伤准确的预测有助于提高加工效率。采用离散元法对典型的软脆材料硫化锌固结磨料研磨过程中产生的亚表面损伤进行模拟,预测不同粒径金刚石加工工件后的亚表面微裂纹层深度。利用角度抛光法将工件抛光出一个斜面,作为亚表面损伤观测平面,通过盐酸的腐蚀使亚表面微裂纹显现,在金相显微镜下寻找微裂纹消失的终点位置并转换成亚表面微裂纹层深度,对仿真结果进行实验验证。结果表明:粒径为5、15、25、30μm的磨粒造成的亚表面微裂纹层深度预测值分别为2.28、3.62、5.93、7.82μm,角度抛光法实测值分别为2.02、3.98、6.27、8.27μm。以上结果表明磨粒粒径对硫化锌亚表面损伤情况有很大的影响,随着磨粒粒径的增大,亚表面微裂纹深度增加,微裂纹数量增多。离散元法预测值与实测值偏差范围处在5%~15%之间,利用离散元法能有较为准确的预测软脆材料硫化锌加工后的亚表面损伤情况,为其研抛工艺的制定提供参考。 展开更多

关键词 软脆材料 硫化锌 离散元法 亚表面损伤

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难加工材料超高速磨削亚表面损伤研究

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作者 郭塞 江庆红 +2 位作者 刘昊 卢守相 张璧 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第14期59-71,共13页

航空航天领域关键零部件往往采用高性能难加工材料制成,极差的可磨削性使得材料的高质高效加工成为难以突破的瓶颈。本文提出采用超高速磨削方法解决上述问题,并针对多种具有代表性的航空航天领域工程材料,包括钛合金、镍基高温合金、... 航空航天领域关键零部件往往采用高性能难加工材料制成,极差的可磨削性使得材料的高质高效加工成为难以突破的瓶颈。本文提出采用超高速磨削方法解决上述问题,并针对多种具有代表性的航空航天领域工程材料,包括钛合金、镍基高温合金、反应烧结碳化硅及铝基碳化硅开展超高速磨削试验,对材料表面完整性进行了表征和分析讨论。结果表明,超高速磨削可提高工件表层材料的应变梯度和温度梯度,改善难加工金属、陶瓷、复合材料的可磨削性,降低亚表面损伤深度,提高材料去除效率。本文的探索性研究为航空航天难加工材料零部件的高质高效加工提供了一条可行的技术路线,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 超高速磨削 钛合金 镍基高温合金 反应烧结碳化硅(RB–SiC) SICP/AL 亚表面损伤

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