蓝宝石精密磨削表层热修复特性研究

摘要

蓝宝石精密磨削过程中易产生表面裂纹、微观断裂、位错等缺陷,同时也会产生残余拉应力,对后续加工及性能发挥产生不良影响。采用热修复方法对磨削后蓝宝石表层进行处理,以氩气作为保护气,在不同热修复温度、保温时间以及降温速度等条件下,对A、C、R、M面的蓝宝石晶体进行热修复试验。结果表明,热修复方法能够有效降低表面残余拉应力,同时提升表面晶格完整性,其中热修复温度1500℃时残余拉应力降幅最高,可达53%;随着热修复温度的增加以及热修复时间的增长,蓝宝石磨削表面残余应力逐渐降低,而且表面晶格完整性变好;随着降温速度增加,表面残余拉应力的降幅减小,热修复效果减弱;在不同晶向的蓝宝石中,R面蓝宝石热修复后表面残余拉应力降幅最大;通过对抛光后蓝宝石进行热修复,观察到了表层原子重新排列的台阶结构。证实热修复方法为蓝宝石的低损伤加工提供了一种有效方法。