Phương pháp mới để đánh bóng RB-SiC
Gần đây, nhóm nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Trung tâm Thử nghiệm và Sản xuất Quang học Chính xác của Viện Quang học và Máy móc Chính xác Thượng Hải, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, đã đạt được tiến bộ trong nghiên cứu cải thiện hiệu quả đánh bóng bằng cách điều chỉnh bề mặt silicon carbide bằng tia laser femto giây. Nghiên cứu đã phát hiện ra rằng bằng cách sửa đổi bề mặt RB-SiC được phủ trước bằng bột Si bằng cách sử dụng một giâylaser, có thể thu được một lớp sửa đổi bề mặt với cường độ liên kết là 55,46 N. Và chỉ sau 4,5 giờ đánh bóng, bề mặt của RB-SiC biến tính có thể thu được bề mặt quang học với độ nhám bề mặt Sq là 4,45 nm. Hiệu quả đánh bóng tăng hơn ba lần so với mài và đánh bóng trực tiếp, Thành tựu nghiên cứu này mở rộng các phương pháp sửa đổi bề mặt của RB-SiC, khả năng điều khiển của laser và tính đơn giản của phương pháp này. Do đó, nó phù hợp để xử lý biến tính bề mặt RB-SiC cho các đường viền phức tạp. Khoa học bề mặt đã công bố những thành tựu liên quan.
RB-SiC, là một loại gốm cacbua silic liên kết phản ứng , có các đặc tính tuyệt vời. Nó là một trong những vật liệu tuyệt vời và khả thi nhất cho các thành phần quang học của kính viễn vọng lớn nhẹ, đặc biệt là các gương lớn và có hình dạng phức tạp. Tuy nhiên, RB-SiC là vật liệu đa pha, có độ cứng cao điển hình. Trong quá trình thiêu kết, khi Si lỏng phản ứng với C, 15% -30% silic dư còn lại trong thể xanh. Sự khác biệt về hiệu suất đánh bóng giữa hai vật liệu này dẫn đến sự hình thành các bước vi mô tại điểm nối của các thành phần pha SiC và Si trong quá trình đánh bóng chính xác bề mặt. Nó sẽ dẫn đến nhiễu xạ. Điều này không có lợi cho việc đạt được các bề mặt được đánh bóng chất lượng cao và đặt ra thách thức lớn cho quá trình đánh bóng tiếp theo.
Để giải quyết các vấn đề trên, các nhà nghiên cứu đã tìm ra phương pháp tiền xử lý thay đổi bề mặt bằng laser femto giây. Họ đã sử dụng tia laser femto giây để sửa đổi bề mặt RB-SiC được phủ trước bằng bột silicon. Điều này không chỉ giải quyết vấn đề tán xạ bề mặt do sự khác biệt về hiệu suất đánh bóng giữa hai giai đoạn mà còn làm giảm hiệu quả độ khó đánh bóng của ma trận RB-SiC và cải thiện hiệu quả đánh bóng. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng bột Si phủ sẵn trên bề mặt RB-SiC bị oxy hóa dưới tác động của tia laser femto giây. Sau đó, khi quá trình oxy hóa dần dần đi sâu vào giao diện, lớp biến đổi sẽ hình thành liên kết với ma trận RB-SiC.
Bằng cách tối ưu hóa các tham số quét laser để điều chỉnh độ sâu oxy hóa, đã thu được một lớp biến đổi chất lượng cao với cường độ liên kết là 55,46 N. Lớp biến tính này dễ đánh bóng hơn so với chất nền RB-SiC, cho phép giảm độ nhám bề mặt của RB-SiC đã xử lý trước xuống Sq 4,5 nm chỉ sau vài giờ đánh bóng. So với đánh bóng bằng mài mòn của chất nền RB-SiC, kết quả này cho thấy hiệu quả đánh bóng được cải thiện hơn ba lần. Ngoài ra, phương pháp này dễ vận hành và có yêu cầu thấp đối với cấu hình bề mặt của ma trận RB-SiC. Do đó, nó có thể được áp dụng cho các bề mặt RB-SiC phức tạp hơn và cải thiện đáng kể hiệu quả đánh bóng.
