大氣壓等離子體拋光工藝仿真.pdf

1、大氣壓等離子體技術(shù)是當(dāng)前等離子體應(yīng)用領(lǐng)域中的前沿問題。一直以來，實(shí)現(xiàn)光學(xué)零件的高效、超精密加工都是困擾科技工作者的世界性難題，最近幾年，國際上提出了大氣壓等離子體拋光(APPP-Atmosphere Pressure Plasma Polishing)的加工方法，因其特殊的加工機(jī)理，可以實(shí)現(xiàn)材料表面原子量級化學(xué)去除，能夠獲得極低的表面粗糙度，加工后不會(huì)對工件表層及亞表層造成損傷，并且較以往的非接觸拋光加工具有更高的加工速度，其應(yīng)用前景十

2、分可觀。目前，國外已有學(xué)者開始對大氣壓等離子體拋光技術(shù)進(jìn)行研究，國內(nèi)的相關(guān)研究也已經(jīng)開展，但尚處于起步階段，還存在許多問題需要解決。本文圍繞大氣壓等離子體拋光工藝仿真和大氣壓等離子體拋光系統(tǒng)設(shè)計(jì)等問題對大氣壓等離子體拋光技術(shù)進(jìn)行了初步研究。
　　本系統(tǒng)采用基于電容耦合原理的射頻常壓等離子體炬作為等離子體源，可在常溫常壓下產(chǎn)生高密度活性粒子，活性粒子與單晶硅發(fā)生表面反應(yīng)，生成具有揮發(fā)性的氣體，從而實(shí)現(xiàn)單晶硅表面原子量級化學(xué)去除，形成

3、超光滑表面。
　　等離子體炬結(jié)構(gòu)對放電的影響很大，本文借助 CFD-ACE+，從流體角度對三種形式等離子體炬進(jìn)行仿真，通過分析，最終選定帶射口60°出口環(huán)形電極式炬。應(yīng)用CFD-ACE+的等離子體模塊從化學(xué)反應(yīng)角度對大氣壓等離子體拋光工藝進(jìn)行仿真分析，得到了活性 F的分布規(guī)律，初步揭示了大氣壓等離子體拋光的物理化學(xué)過程。在此基礎(chǔ)上，對拋光過程中產(chǎn)生的沉積物進(jìn)行了分析，通過遍歷仿真所得的生成物，確定了 CFx為沉積物的可能形式，通過