طريقة جديدة لتلميع RB-SiC
في الآونة الأخيرة ، حقق فريق البحث في مختبر مركز التصنيع والاختبار البصري الدقيق التابع لمعهد شنغهاي للبصريات والآلات الدقيقة ، الأكاديمية الصينية للعلوم ، تقدمًا في البحث حول تحسين كفاءة التلميع عن طريق تعديل ليزر الفيمتو لسطح كربيد السيليكون. وجد البحث أنه من خلال تعديل سطح RB-SiC المطلي مسبقًا بمسحوق Si باستخدام فيمتوثانيةالليزر ، يمكن الحصول على طبقة تعديل السطح بقوة ربط 55.46 نيوتن. وبعد 4.5 ساعة فقط من التلميع ، يمكن أن يحصل سطح RB-SiC المعدل على سطح بصري بخشونة سطحية Sq تبلغ 4.45 نانومتر. زادت كفاءة التلميع بأكثر من ثلاث مرات مقارنةً بالطحن المباشر والتلميع ، ويوسع هذا الإنجاز البحثي من طرق تعديل السطح لـ RB-SiC ، وإمكانية التحكم في الليزر ، وبساطة هذه الطريقة. لذلك ، فهي مناسبة لمعالجة تعديل سطح RB-SiC للخطوط المعقدة. نشرت Surface Science الإنجازات ذات الصلة.
RB-SiC ، كنوع من سيراميك كربيد السيليكون المرتبط بالتفاعل ، له خصائص ممتازة. إنها واحدة من أفضل المواد وأكثرها جدوى للمكونات البصرية للتلسكوبات الكبيرة خفيفة الوزن ، وخاصة المرايا الكبيرة والمعقدة الشكل. ومع ذلك ، فإن RB-SiC هي مادة نموذجية متعددة الأطوار وعالية الصلابة. أثناء عملية التلبيد ، عندما يتفاعل السائل Si مع C ، يبقى 15٪ -30٪ من السيليكون المتبقي في الجسم الأخضر. ينتج عن الاختلاف في أداء التلميع بين هاتين المادتين تكوين خطوات دقيقة عند تقاطع مكونات طور SiC و Si أثناء التلميع الدقيق للسطح. سوف يؤدي إلى الانعراج. هذا لا يفضي إلى الحصول على أسطح مصقولة عالية الجودة ويشكل تحديًا كبيرًا للتلميع اللاحق.
استجابةً للقضايا المذكورة أعلاه ، وجد الباحثون طريقة معالجة مسبقة لتعديل السطح بالليزر فيمتوثانية. اعتمدوا ليزر فيمتوثانية لتعديل سطح RB-SiC المغطى مسبقًا بمسحوق السيليكون. هذا لا يحل فقط مشكلة تشتت السطح الناتجة عن الاختلاف في أداء التلميع بين المرحلتين ولكن أيضًا يقلل بشكل فعال من صعوبة تلميع مصفوفة RB-SiC ويحسن كفاءة التلميع. تشير نتائج البحث إلى أن مسحوق Si المطلي مسبقًا على سطح RB-SiC يتأكسد تحت تأثير ليزر الفيمتو ثانية. ثم ، مع تعمق الأكسدة تدريجياً في الواجهة ، تشكل الطبقة المعدلة رابطة مع مصفوفة RB-SiC.
من خلال تحسين معلمات المسح بالليزر لضبط عمق الأكسدة ، تم الحصول على طبقة معدلة عالية الجودة بقوة ربط 55.46 نيوتن. هذه الطبقة المعدلة أسهل في التلميع مقارنةً بالركيزة RB-SiC ، مما يسمح بتقليل خشونة السطح لمعالجتها مسبقًا RB-SiC إلى 4.5 نانومتر في غضون ساعات قليلة من التلميع. بالمقارنة مع التلميع الكاشطة لركيزة RB-SiC ، تظهر هذه النتيجة تحسنًا في كفاءة التلميع بأكثر من ثلاث مرات. بالإضافة إلى ذلك ، هذه الطريقة سهلة التشغيل ولها متطلبات منخفضة للمظهر الجانبي السطحي لمصفوفة RB-SiC. لذلك ، يمكن تطبيقه على أسطح RB-SiC الأكثر تعقيدًا وتحسين كفاءة التلميع بشكل ملحوظ.
