6H-SiC纳米磨削机理的分子动力学研究

作     者：耿瑞文 周星辰 田助新 谢启明 李立军 吴海华 双佳俊 杨志豇 GENG Ruiwen;ZHOU Xingchen;TIAN Zhuxin;XIE Qiming;LI Lijun;WU Haihua;SHUANG Jiajun;YANG Zhijiang

作者机构：三峡大学石墨增材制造技术与装备湖北省工程研究中心湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 昆明物理研究所昆明650223 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2025年第39卷第10期

页      面：46-53页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：湖北省技术创新专项重大项目(2019AAA164) 三峡大学人才引进项目(2022Y0037) 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室开放基金(2023KJX04) 

主　　题：6H-SiC 分子动力学 纳米磨削 磨削深度 磨粒形状 亚表面损伤 

摘      要：6H-SiC作为先进半导体材料的代表,具有出色的物理性能和化学稳定性,在光电子、航空航天等高新技术产业中起着关键作用。高硬度和低断裂韧性的物理特性使6H-SiC在超精密加工过程中充满挑战。因此,本工作采用分子动力学模拟的方法,探究了6H-SiC在不同磨粒形状(球形、圆台形、四棱台形)下的纳米磨削行为,并深入分析了磨削深度对纳米磨削特征的影响。结果表明:四棱台形磨粒在材料去除效率方面表现最佳,但伴随着最大的亚表面损伤;在较深的磨削条件下球形磨粒的材料去除率超过了圆台形磨粒,并且亚表面损伤小。此外,随着磨削深度的增加,材料去除机制发生转变,磨削力和磨削温度也有所增加,同时磨粒形状对磨削质量的影响也更加显著。研究结果为6H-SiC等硬脆性材料工艺参数优化提供了理论依据。