6H-SiC高速纳米磨削的去除行为及亚表面损伤机理的分子动力学仿真研究

作者：耿瑞文; 双佳俊; 谢启明; 杨志豇; 周星辰; 李立军

来源：机床与液压, 2024, 1-13.

• 6H-SiC
• 分子动力学
• 材料去除行为
• 亚表面损伤机理
• 高速磨削

6H-SiC在光电子等领域应用广泛，作为典型的硬脆性材料，其材料去除行为及亚表面损伤机理目前尚不清晰，高效地获得光滑、平坦、低损伤的表面仍十分困难。本文采用分子动力学模拟的方法研究了磨削速度对6H-SiC去除行为及亚表面损伤的影响。结果表明：磨削时原子层有两条去除路径，即向左上方形成切屑，向右下方形成加工表面。在磨削深度为1 nm、磨削速度为100 m/s的条件下，工件通过相变、堆垛层错、晶格畸变和原子空位产生塑性变形，从而导致工件材料的去除。随着磨削速度的增加，磨粒所受的平均切向磨削力和摩擦系数都减小。相比100 m/s，磨削速度为200 m/s和400 m/s时，平均切向磨削力分别减少了52.3%和55%，摩擦系数分别减少了7.4%和11.9%。增大磨削速度可以减小工件亚表层的损伤深度，提高工件表面材料的去除率，改善工件表面的加工质量。

• 单位
  昆明物理研究所; 三峡大学