RB-SiC를 연마하는 새로운 방법
최근 중국과학원 상하이광학정밀기계연구소 정밀광학제조시험센터 연구팀은 탄화규소 표면의 펨토초 레이저 개질로 연마 효율을 향상시키는 연구를 진행했다. 연구에 따르면 펨토초 를 사용하여 Si 분말로 미리 코팅된 RB-SiC 표면을 수정함으로써laser, 55.46 N의 결합 강도를 가진 표면 개질 층을 얻을 수 있습니다. 그리고 단 4.5시간의 연마 후에 변형된 RB-SiC의 표면은 4.45nm의 표면 거칠기 Sq를 갖는 광학 표면을 얻을 수 있습니다. 직접 연삭 및 연마에 비해 연마 효율이 3배 이상 증가했습니다. 이 연구 성과는 RB-SiC의 표면 개질 방법, 레이저 제어 가능성 및 이 방법의 단순성을 확장합니다. 따라서 복잡한 윤곽의 RB-SiC 표면 개질 처리에 적합합니다. Surface Science는 관련 성과를 발표했습니다.
RB-SiC는 반응 결합 실리콘 카바이드 세라믹의 일종으로 우수한 특성을 가지고 있습니다. 경량 대형 망원경, 특히 크고 복잡한 모양의 거울의 광학 부품에 가장 우수하고 실현 가능한 재료 중 하나입니다. 그러나 RB-SiC는 전형적인 고경도 다상 재료입니다. 소결 공정 중에 액체 Si가 C와 반응할 때 잔류 실리콘의 15% -30%가 성형체에 남습니다. 이 두 재료 간의 연마 성능의 차이로 인해 표면 정밀 연마 중에 SiC와 Si 상 구성 요소의 접합부에서 미세 단차가 형성됩니다. 그것은 회절로 이어질 것입니다. 이는 고품질의 연마된 표면을 얻는 데 도움이 되지 않으며 후속 연마에 큰 문제가 됩니다.
위의 문제에 대응하여 연구원들은 펨토초 레이저 표면 개질 전처리 방법을 발견했습니다. 그들은 실리콘 분말로 사전 코팅된 RB-SiC 표면을 수정하기 위해 펨토초 레이저를 채택했습니다. 이는 두 단계 간의 연마 성능 차이로 인해 발생하는 표면 산란 문제를 해결할 뿐만 아니라 RB-SiC 매트릭스의 연마 난이도를 효과적으로 줄이고 연마 효율을 향상시킵니다. 연구 결과는 RB-SiC 표면의 사전 코팅된 Si 분말이 펨토초 레이저의 작용 하에서 산화됨을 나타냅니다. 그런 다음 산화가 인터페이스로 점차 깊어짐에 따라 개질된 층이 RB-SiC 매트릭스와 결합을 형성합니다.
레이저 스캐닝 파라미터를 최적화하여 산화 깊이를 조정함으로써 결합 강도가 55.46N인 고품질 개질층을 얻었다. 이 개질된 층은 RB-SiC 기판에 비해 연마하기가 더 쉬워 전처리된 RB-SiC의 표면 거칠기가 단 몇 시간의 연마만으로 Sq 4.5nm로 감소될 수 있습니다. RB-SiC 기판의 연마 연마와 비교하여 이 결과는 연마 효율이 3배 이상 향상되었음을 보여줍니다. 또한 이 방법은 작동하기 쉽고 RB-SiC 매트릭스의 표면 프로필에 대한 요구 사항이 낮습니다. 따라서 보다 복잡한 RB-SiC 표면에 적용할 수 있으며 연마 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다.
