氮化硅陶瓷水下激光与超声复合加工方法及其机理研究
来源：机械工程学报杂志2017年第7期北京时间：
作者：姚燕生, 袁珠珠, 王园园, 陈雪辉, 袁根福
单位：1. 安徽建筑大学机械与电气工程学院 合肥 230022; 2. 江南大学机械工程学院 无锡 214122
摘要：陶瓷材料具有强度高、硬度大、耐高温、耐腐蚀、耐磨损等优点，但同时也具有难加工的缺点。研究水下激光去除材料的热学模型与氮化硅水解反应，建立水流辅助超声与激光复合加工试验装置，分别开展不同条件、不同参数下对氮化硅的刻槽加工试验，并采用影像仪和电子显微镜对刻槽深度与表面质量观测比较，应用能谱仪检测生成物成分，综合分析加工机理。研究结果表明在有水辅助激光加工氮化硅过程中，因水的冷却作用减少了激光去除材料的有效能量，刻蚀深度随之变小，但激光作用区的温升加剧氮化硅水解，同时水流带走二氧化硅等生成物，促使加工表面质量明显提高;在水下激光与超声复合加工中，超声振动加大了氮化硅表面水的对流与物质的抛出，提高了刻蚀速率。
关键词：机理,激光与超声复合加工,水辅助,氮化硅；
基金资助：* 国家自然科学基金(511752290)、安徽省自然科学基金(1208085ME79)和安徽省高校自然科学研究(KJ2015A013，KJ2015A050)资助项目; 20160211收到初稿，20161108收到修改稿;
