軸對稱微結構表面的飛秒激光加工工藝研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、碳化硅(SiC)作為一種多相陶瓷材料,具有硬度高、耐磨損、耐高溫、化學穩(wěn)定性好等優(yōu)點。基于SiC陶瓷材料的微結構模具表面具有良好的精度保持性、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性,這使其在微結構元件的模具制造方面具有極大的應用前景。SiC陶瓷是一種具有高硬度和高脆性的典型難加工材料。超精密磨削加工技術作為目前超硬材料最主要的精密加工手段,但在加工SiC時,存在砂輪磨損快、加工效率低等問題。本文針對上述問題,提出了SiC材料微結構表面的飛秒激光加工工藝方

2、案,旨在通過對SiC的預加工減緩砂輪磨損、提高加工效率。
  根據飛秒激光加工對四軸精密工作臺的使用要求,針對其自帶控制軟件的不足,基于VC++環(huán)境,采用模塊化的設計思想對工作臺控制軟件進行了二次開發(fā)。該軟件界面友好、操作方便,增加了工作臺的運動功能,保證了軸對稱微結構加工的高精度和高重復性。
  通過在空氣、氮氣、氬氣和氦氣中進行飛秒激光加工孔的實驗,研究了等離子體導致的激光光束散焦對孔加工質量的影響和不同氣體介質中SiC

3、燒蝕閾值的變化。結果表明,氦氣中得到的孔加工質量最好,并且得到SiC的最小燒蝕閾值0.2340J/cm2。經對比四種氣體中氦氣最適合作為飛秒激光加工微結構的氣體傳輸介質。
  還研究了激光功率、掃描速度和氣體流速對飛秒激光加工SiC的影響規(guī)律,選擇合適的加工工藝參數,進行了軸對稱微結構的加工并對其表面形貌、尺寸精度和亞表層損傷進行了檢測。結果表明,微結構的表面形貌良好,尺寸精度高,幾乎無表面氧化,但微結構的亞表層存在一定的熱損傷。

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