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硬脆光学材料的精密加工机理研究

硬脆光学材料,分子动力学,数学机制模型,精密加工,亚表面损伤

近年来，随着科学技术和工业的飞速发展，大型空间光学镜面、硅锗半导体、先进陶瓷、蓝宝石玻璃等一些具有优良性能的硬脆材料在电子、仪器仪表、光学、航空航天和民用等领域中的应用渐趋普遍。精密加工技术的强弱能体现一个国家先进制造业发展水平。然而，由于硬脆材料的高脆性、高硬度、低塑性、微裂纹等缺点，普通加工过程大多会产生变质层、表面/亚表面裂纹、残余应力、相变区域等多种类型的损伤。这些损伤将严重影响硬脆材料的加工质量和表面特性，使得工件的疲劳/断裂强度、抗腐蚀、抗磨损等性能显著降低，甚至发生灾难性故障。因此，深入研究和揭示硬脆光学材料的精密加工机理，研究先进的精密加工工艺，预测和控制硬脆材料在精密加工过程中引入的加工损伤，以降低成本、改善表面质量、大幅度提高加工零件的可靠性，已成为硬脆光学材料推广应用中亟待解决的难题之一。