激光预热单晶硅

临界切削深度增70%

在保持缺陷偏转行为不变的同时，将单晶硅的脆韧转变临界深度从536nm提升至912nm，实现更深的延性域加工。

Yuntuo, Li · 韩金国 · Wang, Zhenghao · Bang, An · Ding, Li · Shiquan, Zhang · Chen, Tao · Liu, Xianfu · Liu, Yanhou · 赵国永

Journal of Manufacturing Processes 2026

参数信息

临界脆韧转变深度

912 nm

技术优势

延性域加工深度更大

在预热距离 80 μm、激光功率 9.66 W 条件下，临界 BDT 深度从 536 nm 提高到 912 nm，允许以延性模式去除更多材料。

可消除缺陷偏转

引入激光光斑偏移使温度峰值移向易产生缺陷的一侧，缺陷起始位置从沟槽边缘逐渐移至中心，最终缺陷偏转行为消失。

不改变固有应力场

激光预热不会改变倾斜椭圆振动切削中的缺陷偏转行为，该行为仍主要由应力不对称分布决定。

应用场景

• 硬脆材料超精密加工：提高硬脆材料延性域加工的临界深度，减少表面缺陷和脆性断裂。
• 光学元件加工：实现单晶硅光学元件的低损伤延性域加工，抑制亚表面缺陷。
• 半导体衬底加工：在半导体衬底超精密加工中提高延性去除效率，控制缺陷分布。
• 激光辅助加工：通过激光预热提高材料延性，扩展激光辅助加工工艺窗口。