【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械加工，尤其涉及一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法。
技术介绍
1、光学材料、半导体材料等先进材料以其优异的理化特性在航空航天、工业电子、清洁能源等前沿领域有着广阔的应用前景。此类材料元件对加工技术提出了极高的要求，如：需要达到亚纳米级表面粗糙度、无表面/亚表面缺陷，因此其高质量超精密加工理论和技术受到学术界和产业界的广泛关注。
2、目前，针对光学材料、半导体材料等先进材料，包括单晶硅、熔石英、碳化硅等材料的表面加工主要采用传统磨削、化学机械抛光等技术，加工过程极易产生表面和亚表面的深度损伤，且无法对相变、晶体缺陷、局域致密化等材料本征缺陷进行有效控制，同时抛光液中不得不用的有害化学元素，更是造成严重的污染和能源消耗。
3、另一方面，为实现难加工材料的精密/超精密的加工目标，现有技术还包括激光辅助切削、磨削的加工方法，但该方法无法有效降低加工材料表面和亚表面损伤，同时外加能场的加工工艺参数繁多，能场的强度，加工的滞后距离，切削深度均会对加工工艺造成困扰。
4、以上问题已经严重制约了光学材料、半导体材料等先进材料元件的制造性能及其在前沿领域的推广应用，因此，亟需专利技术一种基于多能场耦合的加工方法，大幅减少或避免材料的表面/亚表面加工缺陷，显著提升先进材料元件的加工质量和使用性能。
5、有鉴于此，现有的光学材料、半导体材料等先进材料的无损伤加工方法，仍有待于进一步完善。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种耦合超声
2、为了解决上述问题，本专利技术提出以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供了一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，包括以下步骤：
4、s1、将待加工材料固定于工作台，调节超声装置的振幅a0和频率f0，对所述待加工材料的局部区域表面进行超声加工；
5、s2、再对所述待加工材料的已加工区域亚表面进行制样，并判断所述制样是否存在加工缺陷，若无加工缺陷，则进入步骤s3对待加工材料进行整体的实际加工；若有加工缺陷，则重复步骤s1，获取超声加工的振幅、频率的阈值a临界和f临界；
6、s3、参考步骤s2所述振幅、频率的阈值，来调节超声装置的振幅、频率，同时调节加热台的温度和时间，对所述待加工材料的整体进行耦合超声能场和热能场的加工，并修复存在加工缺陷的已加工区域。
7、在此技术方案基础上，进一步优选地，还包括步骤s3’，具体包括以下步骤：
8、参考步骤s2所述振幅、频率的阈值，来调节超声装置的振幅、频率，超声加工结束后，保持工作台气体环境稳定，再调节加热台的温度和时间，对所述待加工材料进行热能场的加工，并修复存在加工缺陷的已加工区域。
9、在此技术方案基础上，进一步优选地，步骤s2所述获取超声加工的振幅、频率的阈值a临界和f临界，根据加工缺陷产生情况，分别以a0和f0为参照进行调整。
10、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述加工缺陷包括层错、位错、局域致密化以及产生非晶层。
11、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述待加工材料包括光学材料和半导体材料。
12、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述超声装置的振幅为0-10μm，频率为20khz-300khz。
13、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述加热台的温度为100℃～1000℃。
14、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述保持工作台气体环境稳定，包括真空泵抽真空或通入惰性气体。
15、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述真空泵抽真空抽至真空度为10-6pa～10-1pa。
16、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述惰性气体包括氮气或氩气。
17、与现有技术相比，本专利技术所能达到的技术效果包括：
18、本专利技术公开的加工无损伤表面的方法，将通过超声能场加载控制表面的加工缺陷，例如单晶硅仅产生非晶化，可避免位错、层错等加工缺陷的产生；进一步通过热能场使表面产生的非晶层修复为原始的微观结构，消除超声能场加载所产生的表面加工损伤；将摒弃当前生产中采用含有害化学元素抛光液的工艺，从而避免环境污染、降低二氧化碳排放、减少能耗。本专利技术通过超声能场和热能场耦合的方式加工无损伤表面，避免了使用含有害化学元素的抛光液，并且能够控制及消除表面的加工损伤，促进了无损表面绿色加工的发展。
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1.一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，其特征在于，包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，其特征在于，还包括步骤S3’，具体包括以下：
3.如权利要求1所述的一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，其特征在于，步骤S2所述获取超声加工的振幅、频率的阈值A临界和f临界，根据加工缺陷产生情况，分别以A0和f0为参照进行调整。
4.如权利要求1所述的一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，其特征在于，所述加工缺陷包括层错、位错、局域致密化以及产生非晶层。
5.如权利要求1所述的一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，其特征在于，所述待加工材料包括光学材料和半导体材料。
6.如权利要求1所述的一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，其特征在于，所述超声装置的振幅为0-10μm，频率为20kHz-300kHz。
7.如权利要求1所述的一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，其特征在于，所述加热台的温度为100℃～1000℃。
8.如权利要求2所述的一种耦合超声能场
9.如权利要求8所述的一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，其特征在于，所述真空泵抽真空抽至真空度为10-6Pa～10-1Pa。
10.如权利要求8所述的一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，其特征在于，所述惰性气体包括氮气或氩气。
...【技术特征摘要】
1.一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，其特征在于，包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，其特征在于，还包括步骤s3’，具体包括以下：
3.如权利要求1所述的一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，其特征在于，步骤s2所述获取超声加工的振幅、频率的阈值a临界和f临界，根据加工缺陷产生情况，分别以a0和f0为参照进行调整。
4.如权利要求1所述的一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，其特征在于，所述加工缺陷包括层错、位错、局域致密化以及产生非晶层。
5.如权利要求1所述的一种耦合超声能场和热能场的材料加工方法，其特征在于，所述待加工材料包括光学材料和半导体材料。
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