A chave para obter uma superfície de processamento de alta qualidade no usinagem abrasiva de materiais frágeis, como silício monocristalino e vidro óptico, é que a profundidade real da incisão de um único grão abrasivo seja menor que a profundidade crítica de corte para a transição frágil-plástica do material. No entanto, o cálculo da profundidade real do risco durante o usinagem com um único grão abrasivo requer considerar o efeito da deformação elástica do contato da impressão entre o silício monocristalino e o grão abrasivo. Devido à semelhança estrutural entre o fio de corte do grão de diamante e a ponta do penetrador de Brinell, foi realizada uma análise teórica e um estudo experimental da deformação de contato entre o silício monocristalino e o penetrador de Brinell. Com base no princípio do experimento de nanoindentação, foi estabelecida a fórmula de cálculo da profundidade de deslocamento e da profundidade da impressão ao carregar o penetrador de Brinell sobre o silício monocristalino. O contato entre o penetrador de Brinell e a amostra de silício monocristalino foi equivalente ao contato entre uma esfera e um plano, e foi estabelecida uma fórmula simplificada para o cálculo da deformação elástica de contato. Foram realizados experimentos de nanoindentação no silício monocristalino, obtendo-se uma dureza nano de 12,22 GPa, módulo elástico equivalente de 173,09 GPa, e medidas de rigidez do contato elástico, profundidade de deslocamento e profundidade da impressão, onde a deformação elástica do contato excedeu 50% da profundidade do deslocamento do penetrador. Este resultado estabelece a base teórica para a otimização dos parâmetros do processo de corte preciso com fio de diamante e retificação precisa do silício monocristalino.

usinagem abrasiva;silício monocristalino;profundidade de deslocamento do penetrador;deformação de contato por impressão;profundidade da impressão