Nuevo método para pulir RB-SiC
Recientemente, el equipo de investigación del Laboratorio de Fabricación Óptica de Precisión y Centro de Pruebas del Instituto de Óptica y Maquinaria de Precisión de Shanghái, Academia de Ciencias de China, ha avanzado en la investigación para mejorar la eficiencia del pulido mediante la modificación con láser de femtosegundos de la superficie de carburo de silicio. La investigación ha encontrado que al modificar la superficie RB-SiC recubierta previamente con polvo de Si usando un femtosegundoláser, se puede obtener una capa de modificación superficial con una fuerza de unión de 55,46 N. Y después de solo 4,5 horas de pulido, la superficie del RB-SiC modificado puede obtener una superficie óptica con una rugosidad superficial Sq de 4,45 nm. La eficiencia de pulido aumentó más de tres veces en comparación con el pulido y pulido directo. Este logro de investigación amplía los métodos de modificación de superficie de RB-SiC, la capacidad de control del láser y la simplicidad de este método. Por lo tanto, es adecuado para el tratamiento de modificación de superficie RB-SiC de contornos complejos. Surface Science publicó logros relevantes.
RB-SiC, como un tipo de cerámica de carburo de silicio unido por reacción , tiene excelentes propiedades. Es uno de los materiales más excelentes y factibles para los componentes ópticos de los grandes telescopios livianos, especialmente los espejos grandes y de formas complejas. Sin embargo, RB-SiC es un material multifásico típico de alta dureza. Durante el proceso de sinterización, cuando el Si líquido reacciona con el C, queda entre un 15 % y un 30 % de silicio residual en el cuerpo verde. La diferencia en el rendimiento de pulido entre estos dos materiales da como resultado la formación de microescalones en la unión de los componentes de la fase SiC y Si durante el pulido de precisión de la superficie. Dará lugar a la difracción. Esto no es propicio para obtener superficies pulidas de alta calidad y supone un gran desafío para el pulido posterior.
En respuesta a los problemas anteriores, los investigadores encontraron un método de pretratamiento de modificación de superficie con láser de femtosegundo. Adoptaron un láser de femtosegundo para modificar la superficie RB-SiC recubierta previamente con polvo de silicio. Esto no solo resuelve el problema de dispersión de la superficie causado por la diferencia en el rendimiento del pulido entre las dos fases, sino que también reduce de manera efectiva la dificultad de pulido de la matriz RB-SiC y mejora la eficiencia del pulido. Los resultados de la investigación indican que el polvo de Si recubierto previamente en la superficie de RB-SiC se oxida bajo la acción de un láser de femtosegundo. Luego, a medida que la oxidación se profundiza gradualmente en la interfaz, la capa modificada forma un enlace con la matriz RB-SiC.
Al optimizar los parámetros de escaneo láser para ajustar la profundidad de oxidación, se obtuvo una capa modificada de alta calidad con una fuerza de unión de 55,46 N. Esta capa modificada es más fácil de pulir en comparación con el sustrato RB-SiC, lo que permite que la rugosidad de la superficie del RB-SiC pretratado se reduzca a Sq 4,5 nm en solo unas pocas horas de pulido. En comparación con el pulido abrasivo del sustrato RB-SiC, este resultado muestra una mejora de la eficiencia del pulido de más de tres veces. Además, este método es fácil de operar y tiene bajos requisitos para el perfil de la superficie de la matriz RB-SiC. Por lo tanto, se puede aplicar a superficies RB-SiC más complejas y mejorar significativamente la eficiencia del pulido.
