اندازه گیری عمق آسیب های سطحی و زیر سطحی در سنگ زنی شیشه- سرامیک Zerodur و ارتباط آن با زبری سطح

در این مقاله آسیب‌های سطحی و زیرسطحی به وجود آمده در طی فرآیند سنگ‌زنی به کمک چرخ سنگ کاپ با باند فلزی بر روی شیشه- سرامیک zerodur مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه زبری سطحی به وجود آمده حاصل از سنگ‌زنی تحت تاثیر سه پارامتر سرعت پیش روی، عمق برش و سرعت برش مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای بررسی مکانیزم برداشت براده و اندازه‌گیری عمق آسیب‌های زیرسطحی از روش پولیش زاویه‌ای استفاده گردید. برای این کار از پولیش با ذرات ساینده اکسید سریم استفاده گردیده است که به دلیل ماهیت شیمیایی- مکانیکی آن هیچ‌گونه آسیب سطحی و زیرسطحی ایجاد نمی‌نماید. بعد از این فرآیند از تصاویر میکروسکوپ اسکن الکترونی برای اندازه‌گیری عمق و پراکندگی طول ترک در عمق‌های مختلف از سطح نمونه استفاده شده است. اندازه‌گیری سریع، دقیق و غیرمخرب عمق آسیب‌های زیرسطحی یکی از اهداف مهم این تحقیق بوده است. برای این امر از ارتباط بین زبری سطحی نمونه سنگ‌زده شده و عمق ‌آسیب‌های زیرسطحی بهره گرفته شده است. دلیل اهمیت بالای اندازه‌گیری دقیق عمق آسیب‌های زیرسطحی کاهش زمان و هزینه فرآیندهای ثانویه مانند پولیش برای حذف لایه‌های آسیب دیده است. برای پیش‌بینی عمق آسیب‌های زیرسطحی در فرآیند سنگ‌زنی شیشه- سرامیک zerodur از مدل لامبرپولوس استفاده شده است که در این مدل مقدار زبری سطح حاصل از عمق ترک جانبی و عمق آسیب‌های زیرسطحی برابر با عمق ترک میانی در نظر گرفته شده است. این مدل براساس پارامترهای ماشین کاری، پارامترهای چرخ سنگ و خواص مکانیکی ماده سنگ‌زده شده توسعه یافته است که در آن مشاهده می‌شود که زبری سطح دارای یک ارتباط مستقیم غیرخطی (ssd?sr^(3/4)) با عمق آسیب‌های زیرسطحی است. نتایج تجربی نشان می‌دهند که با افزایش پیش روی و عمق برش زبری افزایش و با افزایش سرعت برش زبری سطحی و در نتیجه عمق آسیب‌های زیرسطحی کاهش می‌یابد که به ترتیب سرعت پیش روی، عمق برش و سرعت برش بیشترین تاثیر را بر زبری سطح دارند. با مقایسه مدل پیش‌بینی عمق آسیب‌های زیرسطحی و نتایج تجربی مشخص گردید که مدل انتخاب شده برای پیش‌بینی عمق آسیب‌های زیرسطحی از قدرت بالایی برای پیش‌بینی برخوردار است.