RB-SiC拋光新方法
近日，中國科學院上海光學精密機械研究所精密光學製造與檢測中心實驗室研究團隊在利用飛秒激光對碳化矽表面進行改性提高拋光效率的研究中取得進展。研究發現，通過使用飛秒對預塗矽粉的RB-SiC表面進行改性激光，可獲得結合強度為55.46 N的表面改性層。並且僅經過4.5小時的拋光，改性RB-SiC表面即可獲得表面粗糙度Sq為4.45 nm的光學表面。與直接研磨拋光相比，拋光效率提高了三倍以上，該研究成果拓展了RB-SiC表面改性方法、激光的可控性以及該方法的簡單性。因此適合複雜輪廓的RB-SiC表面改性處理。Surface Science發表相關成果。
RB-SiC作為反應結合碳化矽陶瓷的一種，具有優異的性能。它是輕型大型望遠鏡，特別是大型、形狀複雜的反射鏡光學部件最優良、最可行的材料之一。然而，RB-SiC 是一種典型的高硬度多相材料。在燒結過程中，當液態Si與C反應時，15%-30%的殘留矽殘留在生坯中。這兩種材料拋光性能的差異導致表面精密拋光時SiC和Si相成分的交界處形成微台階。它將導致衍射。這不利於獲得高質量的拋光錶面，給後續拋光帶來巨大挑戰。
針對上述問題，研究人員找到了飛秒激光錶面改性預處理方法。他們採用飛秒激光對預塗矽粉的RB-SiC表面進行改性。這不僅解決了兩相拋光性能差異引起的表面散射問題，而且有效降低了RB-SiC基體的拋光難度，提高了拋光效率。研究結果表明，RB-SiC表面預塗矽粉在飛秒激光作用下發生氧化。然後，隨著氧化逐漸深入界面，改性層與RB-SiC基體形成鍵合。
通過優化激光掃描參數調整氧化深度，獲得了結合強度為55.46 N的高質量改性層。與 RB-SiC 襯底相比，該改性層更容易拋光，使得預處理的 RB-SiC 的表面粗糙度在短短幾個小時的拋光內就降低至 Sq 4.5 nm。與RB-SiC襯底的磨料拋光相比，該結果表明拋光效率提高了三倍以上。此外，該方法操作簡便，對RB-SiC基體表面形貌要求不高。因此，它可以應用於更複雜的RB-SiC表面並顯著提高拋光效率。
