Nuovo metodo per lucidare RB-SiC
Recentemente, il gruppo di ricerca del Laboratorio di produzione ottica di precisione e centro di test dell’Istituto di ottica e macchinari di precisione di Shanghai, Accademia cinese delle scienze, ha compiuto progressi nella ricerca sul miglioramento dell’efficienza di lucidatura mediante modifica laser a femtosecondi della superficie del carburo di silicio. La ricerca ha scoperto che modificando la superficie RB-SiC pre-rivestita con polvere di Si utilizzando un femtosecondolaser, è possibile ottenere uno strato di modifica della superficie con una forza di adesione di 55,46 N. E dopo solo 4,5 ore di lucidatura, la superficie dell’RB-SiC modificato può ottenere una superficie ottica con una rugosità superficiale Sq di 4,45 nm. L’efficienza di lucidatura è aumentata di oltre tre volte rispetto alla molatura e lucidatura diretta. Questo risultato della ricerca amplia i metodi di modifica della superficie di RB-SiC, la controllabilità del laser e la semplicità di questo metodo. Pertanto, è adatto per il trattamento di modifica superficiale RB-SiC di contorni complessi. Surface Science ha pubblicato risultati rilevanti.
RB-SiC, come un tipo di ceramica al carburo di silicio legato a reazione , ha proprietà eccellenti. È uno dei materiali più eccellenti e fattibili per i componenti ottici di grandi telescopi leggeri, in particolare specchi grandi e di forma complessa. Tuttavia, RB-SiC è un tipico materiale multifase ad alta durezza. Durante il processo di sinterizzazione, quando il Si liquido reagisce con il C, nel corpo verde rimane il 15% -30% di silicio residuo. La differenza nelle prestazioni di lucidatura tra questi due materiali si traduce nella formazione di micro gradini alla giunzione dei componenti di fase SiC e Si durante la lucidatura di precisione della superficie. Porterà alla diffrazione. Ciò non favorisce l’ottenimento di superfici lucidate di alta qualità e rappresenta un’enorme sfida per la successiva lucidatura.
In risposta ai problemi di cui sopra, i ricercatori hanno trovato un metodo di pretrattamento per la modifica della superficie con laser a femtosecondi. Hanno adottato un laser a femtosecondi per modificare la superficie RB-SiC prerivestita con polvere di silicio. Ciò non solo risolve il problema della dispersione superficiale causato dalla differenza nelle prestazioni di lucidatura tra le due fasi, ma riduce anche efficacemente la difficoltà di lucidatura della matrice RB-SiC e migliora l’efficienza di lucidatura. I risultati della ricerca indicano che la polvere di Si pre-rivestita sulla superficie di RB-SiC viene ossidata sotto l’azione di un laser a femtosecondi. Quindi, man mano che l’ossidazione si approfondisce gradualmente nell’interfaccia, lo strato modificato forma un legame con la matrice RB-SiC.
Ottimizzando i parametri di scansione laser per regolare la profondità di ossidazione, è stato ottenuto uno strato modificato di alta qualità con una forza di adesione di 55,46 N. Questo strato modificato è più facile da lucidare rispetto al substrato RB-SiC, consentendo di ridurre la rugosità superficiale dell’RB-SiC pretrattato a Sq 4,5 nm in poche ore di lucidatura. Rispetto alla lucidatura abrasiva del substrato RB-SiC, questo risultato mostra un miglioramento dell’efficienza della lucidatura di oltre tre volte. Inoltre, questo metodo è facile da usare e ha bassi requisiti per il profilo superficiale della matrice RB-SiC. Pertanto, può essere applicato a superfici RB-SiC più complesse e migliorare significativamente l’efficienza della lucidatura.
