离子注入辅助超精密加工基础研究

项目名称： 离子注入辅助超精密加工基础研究

项目编号： No.91423101

项目类型： 重大研究计划

立项/批准年度： 2014

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 房丰洲

作者单位： 天津大学

项目金额： 150万元

中文摘要： 硬脆晶体由于具有良好的物化属性被广泛应用于军事及民用各个领域，相关加工技术的发展直接影响国家安全与国际竞争力。采用超精密加工方法虽然能够获得光学级表面，但最终会受到材料本身硬脆性质的制约。针对上述难题，本项目组提出了离子注入表面改性辅助超精密加工新方法，利用离子束流预先改变表面单晶结构，引入晶格损伤或非晶化，从而降低表层硬度、弹性模量，在保证塑性域加工前提下延长刀具使用寿命。该方法的有效性已在单晶硅、单晶锗等材料上得到初步验证。本项目将进一步针对该方法的作用机制展开深入研究，通过对纳米切削、脆塑转变、离子注入等过程的讨论，探索在不同尺度下影响材料脆塑性能的因素及其相互关系；进而提出新的改性机制以及针对超精密车削的新的加工方案；研究该方法对折射率的影响，并针对单晶硅减反射微结构阵列进行实际加工，最终实现完整的改性理论体系及基于实际需求的工艺参数设计方案，为该方法的产业化奠定基础。

中文关键词： 超精密加工；脆性材料切削；表面改性；；

英文摘要： Hard and brittle crystals are widely utilized in many areas due to their physical and chemical properties. Although an optical surface could be achieved using ultra-precision machining, the machining results would ultimately suffer from the hard and britt

英文关键词： ultra-precision machining；brittle materials cutting；surface modification；；