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硅是极其重要的半导体材料，主要是因为其独特的电子和机械性能。伴随着科学的发展和技术的进步，集成电路的布线越来越细、密，这样一来，对硅片的加工精度及加工表面质量的要求越来越高，目前已向纳米级加工逼近。为了获得符合要求的加工精度、表面完整性、表面粗糙度，随着现代高新技术的发展，机械加工中的超精密车削技术得到了极大发展，加工精度可以达到纳米级别。在纳米尺度下的切削，会出现以塑性模式切削脆性材料工件而获得较高加工表面质量的现象。这种脆性材料的塑性切削中存在相变问题，研究这种加工过程中材料的相变问题有助于加工机理的研究。
本学位论文获得的主要研究成果有以下几个方面：
1.总结了近年来国内外在切削加工机理研究方面的一些成果。描述了压痕实验中硅的各种高压相的晶格特性：空间群、晶格结构。
2.利用第一性原理计算了硅的各种高压相，得到了各相的布里渊区中心点声子的振动频率以及对称性，以及部分高压相的晶格常数、红外活性和拉曼活性。还给出了不同方向上声学支的传播速度。这为切削过程中相变问题的研究提供了理论依据。
3.利用显微共焦拉曼光谱仪对已加工表面进行表征并分析。对单晶硅进行斜切加工，然后利用拉曼光谱仪对已加工沟槽表面进行了一系列的表征，包括点、line和mapping表征。从数据中分析得出，在加工伊始，便开始出现非晶层，且随着切深的增加，变形层的厚度随之增加。当切削深度大于一定值时，开始出现切屑和裂痕。在切屑附近我们测出了不属于非晶和单晶的拉曼峰，这说明在切削过程中，并不是简单的从单晶变为非晶，还存在其他相态，这对于切削机理的研究具有重要的意义。