氧等离子体改性RB-SiC陶瓷

亚表面损伤显著降低

通过室温氧等离子体表面改性，在RB-SiC陶瓷表面生成SiO₂层，使精密磨削后的亚表面损伤深度降低。

Jiabin, Xu · Chengshuai, Sun · Zhang X. · Yunfei, Sun · Weixia, Mei · Daigen, Chen · Yang, Yu · 张龙 · 张飞虎

Applied Physics A: Materials Science and Processing 2025

参数信息

亚表面损伤深度（改性后）

12.6–28.5 μm

SiC相硬度（莫氏）

9.2–9.5

SiO₂层硬度（莫氏）

7

Si相熔点

1410 °C

SiC相熔点

2700 °C

技术优势

损伤深度降低

氧等离子体表面改性后，精密磨削区的亚表面损伤深度降至12.6–28.5 μm，而未改性磨削区为21.2–29.8 μm。

生成硬度较低层

氧等离子体改性生成SiO₂层（硬度=7），低于SiC相（莫氏硬度9.2–9.5），有利于降低磨削损伤。

缺陷明显减少

在室温氧等离子体表面改性精密磨削过程中，Si相和SiC相边界处的裂纹、折叠和微小颗粒缺陷明显减少。

应用场景

• 深空探测光学元件：降低光学元件亚表面损伤，提升深空探测成像质量与寿命。
• 硬脆陶瓷精密加工：在磨削前用等离子改性生成软质SiO₂层，减少硬脆陶瓷加工缺陷。
• 空间光学系统：改善空间光学系统的表面质量，提高稳定性并延长服役寿命。
• 高精度表面质量检测：提供低亚表面损伤的样件，用于高精度表面质量检测与对比。