超光滑超硬纯铜表面

粗糙度0.61 nm

金刚石车削在多晶纯铜中诱导亚表面非晶化，同时实现超光滑与超硬，突破纯金属加工极限。

王树奇 · 何春雷 · Wang, Zhanfeng · Yan, Jiwang

Materials and Design 2025

参数信息

表面粗糙度

0.61 nm

纳米硬度

5.0 GPa

刀具圆弧半径

10 mm

切削刃锋利度

10.3 nm

进给率

0.5 μm/rev

技术优势

首次实现纯铜非晶化

通过大圆弧半径刀具、锋利切削刃和低进给率，在纯铜亚表面形成非晶层，这是同类材料中的首次实验验证。

表面粗糙度低至0.61 nm

车削后表面达到亚纳米级粗糙度 Sa 0.61 nm，满足高精度光学和微流控应用要求。

硬度提升至5.0 GPa

非晶化和相变使纯铜表面纳米硬度显著提高，增强了耐磨性和使用寿命。

应用场景

• 超精密加工：为非球面模具、光学元件提供亚纳米级表面，减少后续抛光工序。
• 微流控芯片模具：直接车削出低粗糙度模具，避免复制后微通道侧壁粗糙。
• 铜基部件表面强化：表面硬度提高至5.0 GPa，提升铜部件耐磨性而无需涂层。
• 微纳制造：在纳米尺度精确控制表面形貌和结构，适用于微型器件。