最近，期刊《Tribology International》发表了题为“Insights into the atomic-scale removal mechanism of single crystal diamond in plasma-assisted polishing with quartz glass”的论文。博士后刘念与硕士生蒋辉龙为共同第一作者，许剑锋教授为通讯作者。

等离子体辅助抛光作为一种新兴的高效无损伤抛光技术，采用含氧等离子体改性待加工材料表面，并通过相较于加工材料更软的抛光板进行抛光，实现材料无损伤去除。但是在加工金刚石时，由于现有的实验检测技术无法实时观察加工区域的材料去除过程，进而难以分析加工过程的材料去除机理。而分子动力学模拟作为一种原子尺度的数值模拟手段，能够实时观察加工区域的材料变化过程，分析材料去除机理。本研究将能够描述化学反应的反应力场分子动力学模拟与单晶金刚石等离子体辅助抛光过程相结合，首次探讨了单晶金刚石等离子体辅助抛光过程的材料去除机理，分析了抛光过程机械作用与化学作用的协同实现材料去除。模拟结果表明，含氧等离子体能够有效的氧化弱化单晶金刚石表面，降低表面碳碳键的强度，在随后的抛光过程中，弱化的金刚石原子能够在界面化学键的拖拽下更容易实现材料去除。随后对比了等离子体辅助抛光过程、无氧等离子体和无氧化作用下的抛光过程，发现含氧等离子体的氧化作用能够有效促进材料去除。本研究为单晶金刚石等离子体辅助抛光过程中的材料去除机理提出了新的见解，为高效无损伤抛光金刚石提供新的思路。

单晶金刚石等离子体辅助抛光过程的材料去除机理

本研究得到了国家自然科学基金(52225506)的资助。

论文信息：N. Liu, H. Jiang, J. Xiao, J. Zhang, X. Chen, J. Zhu, J. Xu, K. Yamamura, Insights into the atomic-scale removal mechanism of single crystal diamond in plasma-assisted polishing with quartz glass, Tribology International 194 (2024) 109507.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.triboint.2024.109507