【摘要】：脆性材料加工過程中引入的亞表面損傷,對材料的使用壽命、性能、下道工序的移除量等都有很大的影響。為了指導(dǎo)加工工藝,加強對加工過程的控制,對材料的亞表面損傷層的檢測顯得尤為重要。從破壞性檢測技術(shù)和非破壞性檢測技術(shù)兩種不同類型的亞表面損傷層檢測方式、理論模型預(yù)測和亞表面損傷檢測方法的應(yīng)用效果對比四個方面進行闡述和分析,對不同的檢測方式進行比較,并說明其原理、優(yōu)缺點及應(yīng)用范圍,最后對該領(lǐng)域科學(xué)研究的發(fā)展現(xiàn)狀進行了總結(jié)和今后的發(fā)展趨勢進行展望。
【圖文】：

月2017年5月王寧昌等：脆性材料亞表面損傷檢測研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢171破壞性檢測的原理是利用材料內(nèi)部缺陷引起的材料對熱、聲、光、電、磁等反應(yīng)的變化來探測材料或者結(jié)構(gòu)內(nèi)部的異常和缺陷[16]。本文將從破壞性檢測技術(shù)和非破壞性檢測技術(shù)這兩種不同類型的亞表面損傷層檢測、理論模型預(yù)測和亞表面損傷檢測方法應(yīng)用效果對比四個方面進行分析和闡述，并對該領(lǐng)域科學(xué)研究現(xiàn)狀進行總結(jié)和今后的發(fā)展趨勢展望。圖1亞表面損傷示意圖圖2襯底材料從整形到拋光連續(xù)步驟示意圖1破壞性檢測技術(shù)脆性材料的亞表面損傷破壞性檢測技術(shù)發(fā)展多年以來，測試的方法有很多，如表1所示，圖3為幾種常見的破壞性檢測方式原理圖。根據(jù)檢測的位置來說，最直觀的就是截面顯微法[18]。由于亞表面損傷是在材料的表面之下，要想直觀的看到損傷層的構(gòu)型就是從側(cè)面觀察。而加工截面勢必要引入新的損傷，需要后續(xù)的拋光和腐蝕，這種方法適合損傷層較厚的樣品，一般損傷層的厚度在微米級別。遇到損傷層很淺的樣品，如果直接對截面進行拋光，一般的光學(xué)顯微鏡是很難分辨出損傷層，根據(jù)直角三角形原理，可以將損傷層進行物理放大，這就是角度拋光法。這種方法雖然加工斜面的去除量很小，但是由于損傷層厚度小，對斜面的拋光要求很高，很難控制，耗時必然加長。損傷層厚度如果再小的話，角度拋光的方法也將不再適用。一方面是由于對斜面拋光的質(zhì)量要求越來越高，另一方面是用光學(xué)顯微鏡已經(jīng)無法清晰地觀察到損傷層的構(gòu)型及定量測量。材料損傷層厚度減小的同時，材料的表面粗糙度勢必也會減小[19-21]。隨著材料亞表面損傷層的進一步減小，從已加工表面的側(cè)面已經(jīng)很難在不引入新的損傷層的同時進行檢測，這時候需要直接從已加工表面直接將損傷層暴

月2017年5月王寧昌等：脆性材料亞表面損傷檢測研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢171破壞性檢測的原理是利用材料內(nèi)部缺陷引起的材料對熱、聲、光、電、磁等反應(yīng)的變化來探測材料或者結(jié)構(gòu)內(nèi)部的異常和缺陷[16]。本文將從破壞性檢測技術(shù)和非破壞性檢測技術(shù)這兩種不同類型的亞表面損傷層檢測、理論模型預(yù)測和亞表面損傷檢測方法應(yīng)用效果對比四個方面進行分析和闡述，并對該領(lǐng)域科學(xué)研究現(xiàn)狀進行總結(jié)和今后的發(fā)展趨勢展望。圖1亞表面損傷示意圖圖2襯底材料從整形到拋光連續(xù)步驟示意圖1破壞性檢測技術(shù)脆性材料的亞表面損傷破壞性檢測技術(shù)發(fā)展多年以來，測試的方法有很多，如表1所示，圖3為幾種常見的破壞性檢測方式原理圖。根據(jù)檢測的位置來說，最直觀的就是截面顯微法[18]。由于亞表面損傷是在材料的表面之下，要想直觀的看到損傷層的構(gòu)型就是從側(cè)面觀察。而加工截面勢必要引入新的損傷，需要后續(xù)的拋光和腐蝕，這種方法適合損傷層較厚的樣品，一般損傷層的厚度在微米級別。遇到損傷層很淺的樣品，如果直接對截面進行拋光，一般的光學(xué)顯微鏡是很難分辨出損傷層，，根據(jù)直角三角形原理，可以將損傷層進行物理放大，這就是角度拋光法。這種方法雖然加工斜面的去除量很小，但是由于損傷層厚度小，對斜面的拋光要求很高，很難控制，耗時必然加長。損傷層厚度如果再小的話，角度拋光的方法也將不再適用。一方面是由于對斜面拋光的質(zhì)量要求越來越高，另一方面是用光學(xué)顯微鏡已經(jīng)無法清晰地觀察到損傷層的構(gòu)型及定量測量。材料損傷層厚度減小的同時，材料的表面粗糙度勢必也會減小[19-21]。隨著材料亞表面損傷層的進一步減小，從已加工表面的側(cè)面已經(jīng)很難在不引入新的損傷層的同時進行檢測，這時候需要直接從已加工表面直接將損傷層暴

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