วิธีการใหม่ในการขัด RB-SiC
เมื่อเร็ว ๆ นี้ ทีมวิจัยของห้องปฏิบัติการของศูนย์การผลิตและทดสอบออพติคัลความแม่นยำของ Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery, Chinese Academy of Sciences ได้ดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับการปรับปรุงประสิทธิภาพการขัดผิวด้วยการปรับเลเซอร์เฟมโตวินาทีของพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์ การวิจัยพบว่าโดยการปรับเปลี่ยนพื้นผิว RB-SiC ที่เคลือบไว้ล่วงหน้าด้วยผง Si โดยใช้เฟมโตวินาทีเลเซอร์ สามารถรับชั้นปรับแต่งพื้นผิวที่มีแรงยึดเหนี่ยว 55.46 N และหลังจากการขัดเงาเพียง 4.5 ชั่วโมง พื้นผิวของ RB-SiC ที่ปรับปรุงแล้วจะได้พื้นผิวออปติกที่มีความหยาบของพื้นผิว Sq 4.45 นาโนเมตร ประสิทธิภาพการขัดเงาเพิ่มขึ้นมากกว่าสามเท่าเมื่อเทียบกับการเจียรและขัดโดยตรง ผลสำเร็จของการวิจัยนี้ขยายวิธีการปรับแต่งพื้นผิวของ RB-SiC ความสามารถในการควบคุมของเลเซอร์ และความเรียบง่ายของวิธีนี้ ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการปรับพื้นผิว RB-SiC ของรูปทรงที่ซับซ้อน Surface Science เผยแพร่ความสำเร็จที่เกี่ยวข้อง
RB-SiC เป็นเซรามิกประเภทซิลิกอนคาร์ไบด์ ที่ยึดเกาะด้วยปฏิกิริยา มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เป็นหนึ่งในวัสดุที่ยอดเยี่ยมและเป็นไปได้มากที่สุดสำหรับส่วนประกอบออปติกของกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่น้ำหนักเบา โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระจกขนาดใหญ่และรูปทรงซับซ้อน อย่างไรก็ตาม RB-SiC เป็นวัสดุหลายเฟสที่มีความแข็งสูงโดยทั่วไป ในระหว่างกระบวนการเผาผนึก เมื่อของเหลว Si ทำปฏิกิริยากับ C ซิลิกอนที่เหลือ 15%-30% จะยังคงอยู่ในร่างกายสีเขียว ความแตกต่างในประสิทธิภาพการขัดระหว่างวัสดุทั้งสองนี้ส่งผลให้เกิดขั้นตอนขนาดเล็กที่ทางแยกของส่วนประกอบเฟส SiC และ Si ระหว่างการขัดผิวที่มีความแม่นยำ มันจะเกิดการเลี้ยวเบน สิ่งนี้ไม่เอื้ออำนวยต่อการได้พื้นผิวขัดเงาคุณภาพสูงและเป็นความท้าทายอย่างมากสำหรับการขัดเงาในครั้งต่อไป
ในการตอบสนองต่อประเด็นข้างต้น นักวิจัยได้ค้นพบวิธีการปรับสภาพพื้นผิวด้วยเลเซอร์เฟมโตวินาที พวกเขาใช้เลเซอร์ femtosecond เพื่อปรับเปลี่ยนพื้นผิว RB-SiC ที่เคลือบไว้ล่วงหน้าด้วยผงซิลิกอน สิ่งนี้ไม่เพียงแก้ปัญหาการกระเจิงของพื้นผิวที่เกิดจากความแตกต่างของประสิทธิภาพการขัดระหว่างสองขั้นตอนเท่านั้น แต่ยังช่วยลดความยากในการขัดของเมทริกซ์ RB-SiC ได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงประสิทธิภาพการขัด ผลการวิจัยระบุว่าผง Si ที่เคลือบไว้ล่วงหน้าบนพื้นผิวของ RB-SiC นั้นถูกออกซิไดซ์ภายใต้การกระทำของเฟมโตวินาทีเลเซอร์ จากนั้น เมื่อออกซิเดชันค่อยๆ ลึกเข้าไปในส่วนต่อประสาน ชั้นที่ดัดแปลงจะสร้างพันธะกับเมทริกซ์ RB-SiC
ด้วยการปรับพารามิเตอร์การสแกนด้วยเลเซอร์ให้เหมาะสมเพื่อปรับความลึกของการเกิดออกซิเดชัน ทำให้ได้ชั้นดัดแปลงคุณภาพสูงที่มีแรงยึดเกาะ 55.46 N ชั้นที่ได้รับการปรับแต่งนี้ขัดได้ง่ายกว่าเมื่อเทียบกับพื้นผิว RB-SiC ทำให้ความหยาบของพื้นผิวของ RB-SiC ที่ผ่านการปรับสภาพแล้วลดลงเหลือ Sq 4.5 นาโนเมตรในการขัดเพียงไม่กี่ชั่วโมง เมื่อเทียบกับการขัดแบบขัดหยาบของพื้นผิว RB-SiC ผลลัพธ์นี้แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพการขัดมากกว่าสามเท่า นอกจากนี้ วิธีนี้ใช้งานง่ายและมีข้อกำหนดต่ำสำหรับโปรไฟล์พื้นผิวของเมทริกซ์ RB-SiC ดังนั้นจึงสามารถนำไปใช้กับพื้นผิว RB-SiC ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น และปรับปรุงประสิทธิภาพการขัดเงาได้อย่างมาก
