超精密磨削YAG晶体的脆塑转变临界深度预测

摘要：

钇铝石榴石(YAG)晶体是制造固体激光器的重要材料,超精密磨削是加工YAG晶体等硬脆材料零件的重要方法,研究硬脆材料加工表面的微观变形、脆塑转变机理对超精密磨削加工具有重要的指导作用.为了实现YAG晶体低损伤磨削加工,获得高质量表面,基于弹塑性接触理论和压痕断裂力学,通过分析单磨粒划擦作用下材料表面的变形过程,考虑材料的弹性回复、微观下力学性能的尺寸效应,建立了脆塑转变临界深度的预测模型,并计算得到YAG晶体的脆塑转变临界深度为66.7 nm.在此基础上,通过不同粒度砂轮超精密磨削YAG晶体试验对建立的脆塑转变临界深度预测模型进行验证,并计算不同粒度砂轮在相应工艺条件下的磨粒切深.结果表明,磨粒切深高于脆塑转变临界深度时,YAG晶体磨削表面材料以脆性方式被去除,磨削表面损伤严重;磨粒切深低于脆塑转变临界深度时,磨削表面材料以塑性方式被去除,能够获得高质量磨削表面,加工表面粗糙度达到1 nm.建立的脆塑转变临界深度预测模型能够为YAG晶体的低损伤超精密磨削加工提供理论指导.

关键词：超精密磨削、YAG晶体、纳米压痕、纳米划痕、脆塑转变

所属期刊栏目：32

分类号：TN305.2;O786(半导体技术)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2024-02-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：84-94