RB-SiC’yi parlatmak için yeni yöntem
Son zamanlarda, Çin Bilimler Akademisi, Şangay Optik ve Hassas Makine Enstitüsü Hassas Optik Üretim ve Test Merkezi Laboratuvarı araştırma ekibi, silisyum karbür yüzeyinin femtosaniye lazer modifikasyonu yoluyla parlatma verimliliğini artırmaya yönelik araştırmada ilerleme kaydetti. Araştırma, bir femtosaniye kullanarak Si tozu ile önceden kaplanmış RB-SiC yüzeyini değiştirerek bunu bulmuştur.lazer ile 55.46 N bağlanma gücüne sahip bir yüzey modifikasyon katmanı elde edilebilir. Ve sadece 4,5 saatlik cilalamadan sonra, değiştirilmiş RB-SiC’nin yüzeyi, 4,45 nm’lik bir Sq yüzey pürüzlülüğüne sahip bir optik yüzey elde edebilir. Parlatma verimliliği, doğrudan taşlama ve parlatmaya kıyasla üç kattan fazla arttı. Bu araştırma başarısı, RB-SiC’nin yüzey modifikasyon yöntemlerini, lazerin kontrol edilebilirliğini ve bu yöntemin basitliğini genişletiyor. Bu nedenle, karmaşık konturların RB-SiC yüzey modifikasyon işlemi için uygundur. Surface Science ilgili başarıları yayınladı.
RB-SiC, reaksiyona bağlı silisyum karbür seramiğin bir türü olarak mükemmel özelliklere sahiptir. Hafif büyük teleskopların, özellikle büyük ve karmaşık şekilli aynaların optik bileşenleri için en mükemmel ve uygulanabilir malzemelerden biridir. Bununla birlikte, RB-SiC tipik bir yüksek sertlikte, çok fazlı bir malzemedir. Sinterleme işlemi sırasında sıvı Si, C ile reaksiyona girdiğinde, ham gövdede %15 – %30 artık silikon kalır. Bu iki malzeme arasındaki parlatma performansındaki fark, yüzey hassas parlatma sırasında SiC ve Si faz bileşenlerinin birleştiği yerde mikro adımların oluşmasına neden olur. Kırınıma yol açacaktır. Bu, yüksek kaliteli cilalı yüzeyler elde etmek için elverişli değildir ve sonraki cilalama için büyük bir zorluk teşkil eder.
Yukarıdaki sorunlara yanıt olarak, araştırmacılar bir femtosaniye lazer yüzey modifikasyonu ön işlem yöntemi buldular. Silikon tozu ile önceden kaplanmış RB-SiC yüzeyini değiştirmek için bir femtosaniye lazer kullandılar. Bu, yalnızca iki faz arasındaki parlatma performansındaki farktan kaynaklanan yüzey saçılma problemini çözmekle kalmaz, aynı zamanda RB-SiC matrisinin parlatma zorluğunu etkili bir şekilde azaltır ve parlatma verimliliğini artırır. Araştırma sonuçları, RB-SiC yüzeyindeki önceden kaplanmış Si tozunun bir femtosaniye lazerin etkisi altında oksitlendiğini göstermektedir. Ardından, oksidasyon yavaş yavaş ara yüzeyde derinleştikçe, modifiye edilmiş katman RB-SiC matrisi ile bir bağ oluşturur.
Oksidasyon derinliğini ayarlamak için lazer tarama parametrelerini optimize ederek, 55.46 N’lik bir bağlanma gücüne sahip yüksek kaliteli modifiye edilmiş bir katman elde edildi. Bu değiştirilmiş katmanın parlatılması, RB-SiC substratına kıyasla daha kolaydır ve ön işlem görmüş RB-SiC’nin yüzey pürüzlülüğünün sadece birkaç saatlik parlatmada Sq 4.5 nm’ye düşürülmesine olanak tanır. RB-SiC alt tabakanın aşındırarak parlatılmasıyla karşılaştırıldığında, bu sonuç, üç kattan fazla bir parlatma verimliliği artışı gösterir. Ek olarak, bu yöntemin kullanımı kolaydır ve RB-SiC matrisinin yüzey profili için düşük gereksinimlere sahiptir. Bu nedenle, daha karmaşık RB-SiC yüzeylere uygulanabilir ve parlatma verimliliğini önemli ölçüde artırır.
