亚表面损伤

摘要： 为解决金刚石材料亚表层损伤难以检测的问题,基于分子动力学理论和方法,建立了金刚石双磨粒磨削的三维仿真模型进行分析,研究磨粒不同磨削前角参数对磨削力和材料损伤的影响规律。仿真分析结果表明:增大磨削前角可以减小磨削力,但法向磨削力受到的影响更加明显;负前角磨削的平均摩擦系数更小,更容易实现金刚石原子的去除;负前角磨削下的金刚石材料亚表层损伤起伏偏大,增大磨削前角可以减小亚表层损伤的起伏变化,改善亚表层损伤。

摘要： 采用液封直拉(LEC)法批量生长的直径2英寸(1英寸=2.54 cm)n型Te-GaSb(100)单晶的位错腐蚀坑密度(EPD)通常低于300 cm^(-2),达到无位错水平。本文利用X射线摇摆曲线以及倒易空间图(RSM)对这种GaSb单晶抛光衬底的晶格完整性和亚表面损伤情况进行了分析表征,结果表明经过工艺条件优化的化学机械抛光处理,GaSb单晶衬底表面达到原子级光滑,不存在亚表面损伤层。利用分子束外延在这种衬底上可稳定生长出高质量的Ⅱ类超晶格外延材料并呈现出优异的红外探测性能。在此基础上,对CaSb衬底材料的物性、生长制备和衬底加工条件之间的内在关系进行了综合分析。

摘要： 具有耐腐蚀、热膨胀系数低等诸多优良物理化学特性的石英玻璃在高性能光学系统中被广泛使用。其要求元件达到纳米级的表面粗糙度,而且没有损伤层和残余应力,因此精加工之后的超精密抛光工序尤为重要。文章介绍了气囊、磁流变、弹性发射、离子束等几种石英玻璃精密抛光方法,侧重阐述了国内外等离子体抛光技术,包括等离子体辅助化学刻蚀、等离子体喷射加工、等离子化学蒸发加工技术的研究进展及取得的成果,并且对等离子体技术的未来发展进行了概述。

摘要： 为研究CFRP/Ti叠层构件螺旋铣孔加工时切削温度对亚表面质量的影响,采用CFRP孔下方有无钛合金的两种加工方式,对比分析两种加工方式加工时的切削温度,研究切削温度对CFRP亚表面损伤的影响.结果表明:孔下方有钛合金时CFRP孔出口处切削温度大幅度升高(与单独加工CFRP相比,温度升高了25°C,提高了20％);孔下方有钛合金时CFRP的亚表面最大损伤深度达到了54.7μm(比无钛合金的CFRP相比高了17％).高切削温度导致CFPR性能下降,使得CFRP孔出口附近纤维层上出现了严重的亚表面损伤.因此,CFRP/Ti叠层构件螺旋铣孔过程中切削温度对CFRP孔亚表面质量具有显著影响,并且亚表面损伤是反映CFRP加工质量的重要因素.

摘要： 石英玻璃在研磨过程中会不可避免地产生亚表面损伤,对石英玻璃亚表面损伤的检测一直是石英玻璃加工工艺优化中的热点.本文结合偏振激光散射法及激光散射共聚焦法,提出了基于偏振激光共聚焦的研磨石英玻璃亚表面损伤的无损检测方法.搭建无损检测系统,对采用不同金刚石研磨液研磨的石英玻璃亚表面损伤进行检测,并采用横截面显微有损检测法对同一批石英玻璃检测结果进行验证.对比无损和有损检测结果,亚表面损伤深度的相对误差在5％以内,亚表面裂纹构型基本一致.结果表明,偏振激光共聚焦无损检测方法可实现研磨石英玻璃亚表面损伤的定量、非破坏检测,可为后续石英玻璃的加工工艺优化提供有效的检测手段.

摘要： 具有耐腐蚀、热膨胀系数低等诸多优良物理化学特性的石英玻璃在高性能光学系统中被广泛使用.其要求元件达到纳米级的表面粗糙度,而且没有损伤层和残余应力,因此精加工之后的超精密抛光工序尤为重要.文章介绍了气囊、磁流变、弹性发射、离子束等几种石英玻璃精密抛光方法,侧重阐述了国内外等离子体抛光技术,包括等离子体辅助化学刻蚀、等离子体喷射加工、等离子化学蒸发加工技术的研究进展及取得的成果,并且对等离子体技术的未来发展进行了概述.

摘要： 为进一步揭示切向超声辅助磨削过程中硬脆材料的表面及亚表面损伤机理,基于应变率模型对其磨削过程中材料的动态力学性能进行分析,并在此基础上建立了硬脆材料的脆-塑转变临界切削深度模型与微裂纹损伤深度模型.研究发现,脆-塑转变临界切削深度和微裂纹损伤深度均与应变率有关,其中临界切削深度随着应变率的增加而增加,而横向裂纹损伤深度与中位裂纹损伤深度均随应变率的增加而减小.通过ZrO2陶瓷切向超声辅助磨削试验进行验证.试验结果表明:由于切向超声振动的引入提高了材料应变率,进而提高了材料的动态断裂应力以及动态断裂韧性,从而扩大了 ZrO2陶瓷的塑性域去除范围,降低了加工表面的横向裂纹与中位裂纹损伤深度,使得ZrO2陶瓷的表面及亚表面质量得到明显改善.试验结果与理论分析相一致,为进一步揭示切向超声辅助磨削过程中硬脆材料的表面及亚表面微观损伤机理提供了理论参考.

摘要： 石英玻璃在研磨过程中引入的亚表面损伤影响着下一步工序的去除量和加工效率,对于研磨石英亚表面损伤开展三维检测能够更加准确地指导优化加工工艺.利用偏振激光共聚焦系统对研磨石英玻璃的亚表面损伤进行层析扫描实验,通过对亚表面损伤信号图像特点的分析,提出插值算法提高图像分辨率.根据共聚焦系统特点对亚表面损伤信号进行图像处理,获取亚表面损伤二维分布,利用MIMICS软件对层析扫描结果进行三维重构,得到亚表面损伤的三维分布.此方法能够定量获得研磨石英玻璃亚表面损伤的完整三维信息,对研磨石英玻璃的工艺优化提供有效检测手段.

摘要： 本文以抛光表面模型为理论,分析了基片表面损伤产生的机理,设计正交实验,得出了基片表面损伤产生的主要因素.通过改进清洗工艺,制备出了无损伤的超光滑表面.

摘要： 因瓦合金作为一种独特的低膨胀材料已广泛用于航空航天等高科技领域,但目前还鲜有对其超精密加工理论和技术的研究,而纳米抛光是因瓦合金超精密加工的一种重要手段。针对纳米抛光过程中因瓦合金的材料去除机理,基于分子动力学模拟研究抛光速度对材料去除效率、亚表面损伤和抛光表面平整度的影响。通过对磨屑、能量、抛光力、位错运动等方面的分析揭示因瓦合金的变形损伤机制。研究结果表明:材料去除效率随着抛光速度将达到一个临界值,当抛光速度低于100 m/s时,磨削热促使位错形核,亚表面损伤厚度增加;当抛光速度高于100 m/s时,应变速率急剧增大导致位错运动受限,使得亚表面损伤厚度得以降低。为实现因瓦合金高效率和低损伤加工机制提供理论依据和技术支持。

摘要： 本文研究了化学机械双面抛光消除石英玻璃亚表面损伤的关键工艺与技术.利用碱性抛光液对石英玻璃的侵蚀作用与纳米SiO2磨料对石英玻璃表面的微切削作用相结合,在双面抛光机台上对石英玻璃表面进行化学机械抛光,考察了抛光液过滤装置与pH值在抑制亚表面损伤方面的作用;提出一种阶梯抛光刻蚀法测定石英玻璃亚表面损伤层的深度.实验结果表明,在抛光系统中添加抛光液过滤装置,可以有效避免抛光液中大颗粒杂质对石英玻璃表面及亚表面造成的损伤,提高抛光液pH值,能够提高抛光去除速率并抑制亚表面微裂纹的产生,实现石英玻璃表面材料原子级的柔性去除,达到了消除石英玻璃亚表面损伤的目的.

摘要： 通过建立磨粒与光学元件相邻微凸体间的研磨接触数学模型,动态仿真并分析了在压力一定的条件下,不同磨粒粒径、研磨速度等加工参数作用下,磨粒与光学镜片动态接触过程.仿真结果得出不论磨粒粒径的变化,相邻两微凸体间的应力叠加效应对亚表面损伤深度的影响随研磨速度的递增而呈现出增大的趋势.

摘要： 光学材料在加工的过程中会引入亚表面损伤，对材料的使用性能造成很大的影响。因此，亚表面损伤的检测就必不可少。本文主要就亚表面损伤常见的测量方法的测量原理和特点进行了比较分析和研究。

摘要： HF恒定化学蚀刻速率法和角度抛光法是常用的两种亚表面损伤破坏性检测方法。本文通过对传统的两种方法进行改进，降低了外界环境和操作误差对测量结果的影响，从而有效提高了测量效率和准确性。最后针对典型光学材料，采用两种测量方法对试件的亚表面损伤进行测量，并对两种测量方法的测量结果进行了对比分析。

摘要： 本发明公开了一种半导体硅片表面/亚表面微裂纹损伤线性调频脉冲分束激光激励红外热波检测装置及方法，所述装置包括计算机、红外热像仪、同步触发器、函数发生器、激光驱动器、激光器、放大器组件，所述计算机通过数据线与同步触发器相连，同步触发器通过数据线与函数发生器相连，函数发生器通过数据线与激光驱动器相连，激光驱动器通过数据线与激光器相连，激光器输出的激光经放大器组件输出；所述计算机通过数据线与红外热像仪相连。本发明将线性调频脉冲原理、分束激光激励、红外热波检测与先进信号处理算法相结合，实现对半导体硅片表面/亚表面微裂纹损伤的线性调频脉冲分束激光激励红外热波无损检测。

摘要： 本发明涉及一种获取超光滑表面低亚表面损伤晶体的方法，包括以下步骤：(1)使用规格为W1的碳化硼作为磨料在铸铁盘上对晶体进行研磨；(2)使用粒径为1μm的氧化铈抛光液在沥青盘上对晶体进行抛光；(3)将晶体表面浸入有机溶剂中，超声处理30-60秒；(4)使用粒径为100nm的二氧化硅抛光液在聚氨酯抛光垫上对晶体抛光10～15分钟；(5)将晶体置于有机溶剂中超声清洗30-60秒，用高倍显微镜观察晶体表面形貌；(6)若晶体表面仍有划痕，重复步骤(2)～(5)，并将步骤(2)中粒径为1μm的氧化铈抛光液换成粒径为100-300nm的氧化铈抛光液。与现有技术相比，本发明操作简单，加工效率高，便于推广。

摘要： 本发明公开了一种采用偏振激光散射检测纤维增强陶瓷基复合材料亚表面损伤的方法,是采用线偏振的激光检测,激光器发射检测激光，经过扩束镜，直径增大，发散角减小，经过偏振分光镜、积分球，经由下聚焦透镜聚焦到样品材料表面，透射的光被亚表面损伤散射，表面散射光被积分球收集到，由表面散射光探测器探测记录，得到样品表面散射信号。激光检测时，借助样品台的翻转功能，调整激光入射角，获得样品损伤信号的分布特征，识别复合材料内不同类型损伤。借助积分球收集表面散射光信号分析获得材料表面的分布特征信息。采用双探测器探测，表面散射光探测器探测的光信号与亚表面损伤探测器探测的光信号进行归一化和差分，尽可能减小表面散射光对亚表面损伤检测的影响。

摘要： 一种用于纤维增强复合材料制孔亚表面损伤的评价方法，属于损伤评价技术领域，包括：步骤1：对含孔的纤维增强复合材料表面进行抛光研磨以得到亚表面形貌，并对形貌进行检测；步骤2：测量其第i层纤维层上亚表面损伤的所有数值，并从中找出前8个最大的数值，由大到小依次标记；步骤3：对上述得到的8个值进行求和；步骤4：得到的求和数值乘以该材料上的孔的公称直径后再除以该材料的纤维层数，得到的数值标记为S

摘要： 本发明公开了一种荧光量子点检测玻璃表面和亚表面损伤的方法，包括如下步骤：将CdSe/ZnS核壳结构荧光量子点加入甲苯中，配置浓度为不小于1mg/mL的量子点甲苯溶液，再与丙酮按(2:1)‑(1:1)的体积比混合，得到量子点‑甲苯‑丙酮溶液；通过Ball‑dimpling法用钢球在样品表面研磨出凹坑揭示亚表面损伤；将样品浸没在量子点溶液中；有机溶剂挥发后将样品置于荧光共聚焦显微镜下观察，得到表面的三维形貌和凹坑内荧光强度变化曲线；用ImageJ软件分析得到样品表面粗糙度，根据荧光强度变化得到亚表面损伤层的厚度。本发明方法快速准确地同时测量表面损伤和亚表面损伤，在光学器件检测方面有很好的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种CaF2光学基底表面和亚表面损伤探测方法。本发明的方法包括步骤：S1，对被测试CaF2光学基底样品表面进行处理；S2，采用激光共聚焦Raman光谱仪进行显微Raman光谱测试，对该测试区域表面和亚表面的损伤变化情况进行判断分析；S3，对所测CaF2光学元件表面的所有有效区域进行表面Mapping扫描测试，并对测试结果进行综合分析，判断所测CaF2光学元件表面和亚表面的损伤情况。本发明提供的CaF2光学基底表面和亚表面损伤探测方法能提高探测的灵敏度和准确性。

摘要： 本发明涉及一种获取超光滑表面低亚表面损伤晶体的方法，包括以下步骤：(1)使用规格为W1的碳化硼作为磨料在铸铁盘上对晶体进行研磨；(2)使用粒径为1μm的氧化铈抛光液在沥青盘上对晶体进行抛光；(3)将晶体表面浸入有机溶剂中，超声处理30-60秒；(4)使用粒径为100nm的二氧化硅抛光液在聚氨酯抛光垫上对晶体抛光10～15分钟；(5)将晶体置于有机溶剂中超声清洗30-60秒，用高倍显微镜观察晶体表面形貌；(6)若晶体表面仍有划痕，重复步骤(2)～(5)，并将步骤(2)中粒径为1μm的氧化铈抛光液换成粒径为100-300nm的氧化铈抛光液。与现有技术相比，本发明操作简单，加工效率高，便于推广。

摘要： 本发明涉及半导体技术领域，公开了一种宽禁带半导体亚表面损伤层厚度的检测方法、装置，通过将包含截面的宽禁带半导体晶圆片结构检测片作为工作电极连接作为对电极的金属催化剂，并浸泡入刻蚀液，再采用特定波长的入射光照射到截面上，在所述截面上产生光生空穴‑电子对；再通过腐蚀液对所述非损伤层侧面区域进行刻蚀，而所述损伤层侧面区域不发生刻蚀，从而在刻蚀完成后根据所述截面的形态得到所述损伤层的厚度；本发明通过直接观测反应后晶圆片截面的形态，便可精确定量出宽禁带半导体晶圆片在不同加工过程中产生的损伤层厚度，从而降低宽禁带半导体材料的加工损失及加工成本。

摘要： 本发明提供一种非金属材料亚表面损伤深度的表征方法，包括切割、样品清洗、真空烘干、样块镶嵌、磨抛、选择性刻蚀、显微镜观测计算等步骤，本发明方法采用镶嵌树脂固定样品的方式可以保证待测面的倾斜角度精确，在后续磨抛过程中不会发生移位，从而提高了损伤深度检测结果的准确性和精度，为评估加工工艺的优劣，优化加工工序，实现材料表面“零损伤”的处理工艺提供数据支持。

摘要： 本发明公开了一种石英玻璃加工亚表面损伤高效检测方法，包括以下步骤：将吸光片放置于位移平台上；将待检测石英玻璃放置于吸光片上；启动激光器发射波长为300‑500nm的激光进行检测；启动光电探测器探测待测石英玻璃亚表面损伤的散射信号；计算机分析处理光电探测器测得的信号，得到石英玻璃加工亚表面损伤的位置信息。本发明使用扩束器，将检测光束光斑扩大，大大提高了检测效率，实现了石英玻璃加工亚表面损伤高效检测。本发明使用300‑500nm波长激光，波长更短，利于检测激光在石英玻璃的裂纹处发生散射，使检测信号增强。本发明使用吸光片，避免检测光束透过石英玻璃与下方位移平台产生散射影响检测结果，从而减小了检测误差。