改性单晶碳化硅

硬度降八倍

微波等离子体改性处理后的碳化硅表面，抛光效率大幅提升，粗糙度从9.74 nm降至0.31 nm，实现脆性断裂到塑性去除的转变。

Mengmeng, Shen · Min, Wei · 邬玲伟 · Binbin, Hong · Jiahao, Ye · 陈泓谕 · 袁巨龙 · Lyu, Binghai · Chuansheng, Wang · 邓辉 · 杭偉

Precision Engineering 2025

参数信息

改性后表面硬度

4.71 GPa

改性后弹性模量

68.96 GPa

抛光后表面粗糙度Ra

0.31 nm

改性层去除时间

15 min

技术优势

表面硬度降八倍

微波等离子体改性在表面形成SiO2产物，硬度从37.04 GPa降至4.71 GPa，显著降低抛光难度，使材料去除模式从脆性断裂转变为塑性去除，避免亚表面损伤。

抛光效率高

改性层在15分钟内完全去除，同时表面粗糙度Ra从9.74 nm降至0.31 nm，大幅缩短加工时间。

加工方式可控

通过精确调节微波照射时间、功率和距离，可以控制改性效果和均匀性，适应不同加工需求。

应用场景

• 碳化硅衬底加工：先改性再抛光，去除速率高且亚表面损伤小，适合高质量衬底制备。
• 光学元件抛光：塑性去除模式减少裂纹和崩边，确保光学表面完整。
• 超精密测量表面：0.31 nm粗糙度满足高精度仪器对表面质量的要求。