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SiC/SiC复合材料具有耐高温、低密度、高比强、高比模、抗氧化腐蚀等性能优势,且具有类似金属的断裂行为,不会发生灾难性损毁等特点,是一种重要的新型热结构材料,已在航空航天等领域逐步推广应用。由于SiC/SiC复合材料硬度高、不导电等特性,使得其用作航空发动机燃烧室火焰筒和涡轮叶片等部件时,面临微小冷却孔(直径300~700微米)的加工难题。同时,SiC/SiC复合材料构件也面临高精度表面加工等难题。超短脉冲激光(皮秒激光和飞秒激光)脉冲宽度极短、峰值功率极高,可用于各种难加工材料的高精度加工,有望用于解决SiC/SiC复合材料的微小冷却孔和高精度表面加工等技术难题。本论文分别选用飞秒激光和皮秒激光对SiC/SiC复合材料进行加工,研究其加工工艺和加工特性,掌握其表面加工和微孔加工规律,为发展SiC/SiC复合材料的精密微加工技术奠定基础。主要研究内容和结果如下:1.研究了SiC/SiC复合材料的飞秒激光表面加工工艺,结果表明:(1)加工功率对SiC/SiC复合材料表面形貌和元素组成有重要影响,功率较低时,SiC/SiC复合材料的残留碎屑较少,且易清除,更适合对SiC/SiC复合材料进行表面加工。(2)由于在空气环境中进行加工,加工表面有氧化现象发生,功率20mW和50mW时,表面有Si-C、C-C和Si-O键;100mW时Si-C键消失,全部转化为Si-O键。功率高达4W时,氧化现象十分明显,主要存在有Si-O键,C含量趋于0。2.研究了SiC/SiC复合材料的飞秒激光微孔加工工艺,结果表明:(1)光斑重叠率和线重叠率越高,微孔深度越大,越容易加工出高质量通孔,而入口处直径则基本保持不变。(2)加工功率增加,作用区域及其边缘区域的加工碎屑明显增多,氧含量增大,氧化损伤情况加剧。加工孔深度呈非线性增加,且出入口处圆度和直径会随之上升。(3)较低加工步进(如1μm)利于获得良好通孔,而较高加工步进(10μm)条件下则仅能获得具有一定深度的盲孔。但是,步进的选择应该结合加工效率,在保证加工质量的同时,尽量选择较大步进,以满足加工效率的需求。3.研究了SiC/SiC复合材料的皮秒激光微孔加工工艺,结果表明:(1)螺旋线面扫的加工方式可以获得较高质量微孔,而单环线扫方式仅能获得圆环结构,无法加工出微孔。(2)加工功率小于1W时,由于碎屑作用,只能获得具有一定深度的盲孔,其深度随功率增大而非线性增大。当加工功率高于6W时,能够加工加工出较高质量通孔。但过高功率会导致孔边缘区域的严重氧化甚至烧蚀。(3)加工步进和微孔质量呈反比关系,较低步进能获得具有较高入口/出口圆度和直径的通孔。因此,为确保高质量微孔加工,加工过程中适宜采用较低步进。