研究目的
通过切屑结晶度研究切削速度和切削深度对锗(110)表面单点金刚石飞切加工模式的影响,并理解纳米加工模式与切屑结晶度之间的关系,以提高X射线晶体光学质量。
研究成果
该研究证实,降低切削速度和深度可增加切屑中的非晶相含量,并使纳米加工从脆性模式转变为脆-韧混合模式。加工表面下方未发现位错和非晶相的现象可通过切屑剥离现象解释。这表明单点金刚石车削技术具有制备高质量X射线晶体光学表面的潜力,且亚表面损伤极小。
研究不足
该研究仅限于锗材料及特定纳米加工条件;结果可能无法推广至其他材料或加工参数。分析依赖于切屑收集,若无原位测量,可能无法完全捕捉亚表面效应。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用微拉曼光谱、扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HR-TEM)分析不同切削条件下锗(110)表面纳米加工产生的切屑。纳米加工使用单点金刚石刀具以飞切模式进行。
2:样本选择与数据来源:
三块(110)晶向的锗样品在不同切削速度和深度下加工(见表1),每种条件下的切屑单独收集。
3:实验设备与材料清单:
设备包括Moore FG 350纳米加工中心、共聚焦微拉曼光谱仪(Alpha300 R,WiTec)、扫描电镜(JEOL JSM-7500F)和高分辨透射电镜(JEOL 2100F)。材料包括单晶锗和单晶金刚石刀具。
4:实验流程与操作步骤:
在2000转/分钟转速下按设定参数加工,通过光学显微镜、多点微拉曼光谱、扫描电镜形貌分析及未经额外处理的高分辨透射电镜,分别采集并分析切屑样本。
5:数据分析方法:
采用洛伦兹曲线拟合拉曼光谱以量化非晶相与晶相比例,分析扫描电镜图像获取切屑尺寸与形貌特征,通过高分辨透射电镜图像及衍射花样评估纳米晶结构。
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获取完整内容-
micro-Raman spectrometer
Alpha300 R
WiTec
Used for confocal micro-Raman spectroscopy to analyze chip phases.
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scanning electron microscope
JSM-7500F
JEOL
Used for visualizing chip size, shape, and surface morphology.
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transmission electron microscope
2100F
JEOL
Used for high-resolution TEM to check chip crystallinity.
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nanomachining center
FG 350
Moore
Used for fly-cutting nanomachining of germanium samples.
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single-crystal diamond tool
Used for nanomachining with a round-nose shape.
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