典型碳化硅光学材料的超光滑抛光试验研究

摘要

碳化硅光学材料以其高比刚度,良好的热稳定性与可加工性以及高轻量化率等诸多优异性能成为空间光学系统的首选材料。然而,碳化硅光学材料的去除机理以及可抛光性随不同制备方法变化很大。为了研究三种典型的碳化硅光学材料如CVD SiC、HP SiC以及RB SiC的材料去除机理与可抛光性,本文对其进行了超光滑抛光试验。在分析各种材料制备方法与材料特性的基础上,通过选择合理的抛光工艺参数,均获得了表面粗糙度优于2姗RMs(采样面积0.7l*·0.53mm)的超光滑表面。试验结果表明：研磨过程中,三种碳化硅光学材料均以脆性断裂的方式去除材料,加工表面存在着裂纹以及材料脱落留下的缺陷。抛光过程中,CVD SiC主要以塑性划痕的方式去除材料,决定表面粗糙度的主要因素为表面微观划痕的深度;HP SiC同时以塑性划痕与晶粒脱落的形式去除材料,决定表面粗糙度的主要因素为碳化硅颗粒大小以及颗粒之间微孔的尺寸;RB SiC为多组分材料,决定其表面粗糙度的主要因素为RB SiC三种组分之间的去除率差异导致的高差。