一种非金属材料亚表面损伤深度的表征方法与流程

技术特征：
1.一种非金属材料亚表面损伤深度的表征方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将待测样品沿待测面垂直方向切割成方块；s2、将切割好的样品放入含有表面活性剂的清洗剂中，进行超声清洗；s3、清洗后的样品进行真空烘干；s4、将样品放置在镶嵌模具内，镶嵌模具底部安装顶面倾斜角度为θ的垫块，模具内加入镶嵌树脂并固化，脱模得到样块；s5、采用金相磨抛机，将固化好的样块依次进行表面粗磨、精磨和抛光；s6、将研磨好的样块置于选择性刻蚀液中浸泡；s7、用显微镜对处理好的样块表面的待观测区进行测量，沿观测线进行观察，找到观测处最深的损伤点，此损伤点到树脂与损伤层交界处的垂直距离称为损伤层深度测量值，使用显微镜测量出该值，记为h
测
，计算损伤层深度实际值h
实
=h
测
*sinθ。2.根据权利要求1所述的非金属材料亚表面损伤深度的表征方法，其特征在于，所述步骤s4中，所述镶嵌树脂的硬度≥80hsd，体积收缩率≤5%。3.根据权利要求2所述的非金属材料亚表面损伤深度的表征方法，其特征在于，所述步骤s4中，所述镶嵌树脂包括质量比为2:1的环氧树脂和固化剂，固化温度为120℃，固化时间为2h。4.根据权利要求1所述的非金属材料亚表面损伤深度的表征方法，其特征在于，所述步骤s4中，垫块顶面的倾斜角度θ介于5
°
~10
°
之间。5.根据权利要求1所述的非金属材料亚表面损伤深度的表征方法，其特征在于，所述步骤s5中，粗磨步骤采用金刚石研磨盘快速去除多余部分树脂，使样块接近观察表面，去除厚度为d1；精磨步骤采用柔软的聚合物研磨垫配合二氧化硅微粒研磨液进行初步抛光，所述二氧化硅微粒粒径为5~10um，去除厚度为d2；抛光步骤采用聚合物研磨垫配合纳米颗粒进行镜面抛光，将损伤层暴露出来，所述纳米颗粒粒径＜1um，去除厚度为d3；其中d1>10d2>100d3。6.根据权利要求5所述的非金属材料亚表面损伤深度的表征方法，其特征在于，所述步骤s5中，金相磨抛机转速为300rpm，研磨压力为20n。7.根据权利要求1所述的非金属材料亚表面损伤深度的表征方法，其特征在于，所述待测样品为单晶硅材料，所述步骤s6中，所述选择性刻蚀液中各成分的质量比为 hf：hno3：h2o=1：10：20，刻蚀时间为10min。8.根据权利要求7所述的非金属材料亚表面损伤深度的表征方法，其特征在于，所述步骤s7中，采用的显微镜放大倍数≥200x。9.根据权利要求1所述的非金属材料亚表面损伤深度的表征方法，其特征在于，所述步骤s1中，采用砂轮锯片或激光切割，切割尺寸精度≤50um；所述步骤s2中，超声波清洗频率为40khz，超声波清洗时间为15 min，清洗温度为60℃；所述步骤s3中，烘干温度为105℃，烘干时间20 min，真空度为5~10kpa。10.根据权利要求9所述的非金属材料亚表面损伤深度的表征方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸盐、氢氧化钠、乙二醇醚中的一种或多种。

技术总结
本发明提供一种非金属材料亚表面损伤深度的表征方法，包括切割、样品清洗、真空烘干、样块镶嵌、磨抛、选择性刻蚀、显微镜观测计算等步骤，本发明方法采用镶嵌树脂固定样品的方式可以保证待测面的倾斜角度精确，在后续磨抛过程中不会发生移位，从而提高了损伤深度检测结果的准确性和精度，为评估加工工艺的优劣，优化加工工序，实现材料表面“零损伤”的处理工艺提供数据支持。提供数据支持。提供数据支持。


技术研发人员：范荣 李士昌
受保护的技术使用者：盛吉盛精密技术（宁波）有限公司
技术研发日：2022.10.20
技术公布日：2022/11/15