Nouvelle méthode de polissage du RB-SiC
Récemment, l’équipe de recherche du Laboratoire de fabrication et d’essais optiques de précision de l’Institut d’optique et de machines de précision de Shanghai de l’Académie chinoise des sciences a fait des progrès dans la recherche sur l’amélioration de l’efficacité du polissage par modification au laser femtoseconde de la surface du carbure de silicium. La recherche a montré qu’en modifiant la surface RB-SiC pré-revêtue de poudre de Si à l’aide d’un femtosecondelaser, une couche de modification de surface avec une force de liaison de 55,46 N peut être obtenue. Et après seulement 4,5 heures de polissage, la surface du RB-SiC modifié peut obtenir une surface optique avec une rugosité de surface Sq de 4,45 nm. L’efficacité du polissage a été multipliée par plus de trois par rapport au meulage et au polissage directs. Cette réalisation de recherche élargit les méthodes de modification de surface du RB-SiC, la contrôlabilité du laser et la simplicité de cette méthode. Par conséquent, il convient au traitement de modification de surface RB-SiC des contours complexes. Surface Science a publié des réalisations pertinentes.
Le RB-SiC, en tant que type de céramique au carbure de silicium lié par réaction , possède d’excellentes propriétés. C’est l’un des matériaux les plus excellents et les plus réalisables pour les composants optiques de grands télescopes légers, en particulier les miroirs de grande taille et de forme complexe. Cependant, le RB-SiC est un matériau multiphase typique à haute dureté. Pendant le processus de frittage, lorsque le Si liquide réagit avec le C, 15 % à 30 % de silicium résiduel reste dans le corps cru. La différence de performance de polissage entre ces deux matériaux se traduit par la formation de micro marches à la jonction des composants de phase SiC et Si lors du polissage de précision de surface. Cela conduira à la diffraction. Cela n’est pas propice à l’obtention de surfaces polies de haute qualité et pose un énorme défi pour le polissage ultérieur.
En réponse aux problèmes ci-dessus, les chercheurs ont trouvé une méthode de prétraitement de modification de surface au laser femtoseconde. Ils ont adopté un laser femtoseconde pour modifier la surface RB-SiC pré-revêtue de poudre de silicium. Cela résout non seulement le problème de diffusion de surface causé par la différence de performance de polissage entre les deux phases, mais réduit également efficacement la difficulté de polissage de la matrice RB-SiC et améliore l’efficacité du polissage. Les résultats de la recherche indiquent que la poudre de Si pré-enduite à la surface du RB-SiC est oxydée sous l’action d’un laser femtoseconde. Puis, au fur et à mesure que l’oxydation s’approfondit dans l’interface, la couche modifiée forme une liaison avec la matrice RB-SiC.
En optimisant les paramètres de balayage laser pour ajuster la profondeur d’oxydation, une couche modifiée de haute qualité avec une force de liaison de 55,46 N a été obtenue. Cette couche modifiée est plus facile à polir par rapport au substrat RB-SiC, permettant de réduire la rugosité de surface du RB-SiC prétraité à 4,5 nm Sq en seulement quelques heures de polissage. Comparé au polissage abrasif du substrat RB-SiC, ce résultat montre une amélioration de l’efficacité du polissage de plus de trois fois. De plus, cette méthode est facile à utiliser et a de faibles exigences pour le profil de surface de la matrice RB-SiC. Par conséquent, il peut être appliqué à des surfaces RB-SiC plus complexes et améliorer considérablement l’efficacité du polissage.
