单晶Si C作为第三代半导体材料,具有很多优良的性能,比如高的饱和电子漂移、宽禁带以及导热性能优良等。但是单晶Si C极强的化学惰性和硬脆特性使得一般的加工方法很难得到满足制造要求的碳化硅表面,且大多数的加工方法会产生大量重金属废液,对环境有较大污染。本文致力于分析超声振动下的流场特性以及流场中磨粒对试件表面的冲蚀作用,来探究固液两相流加工机理,得到最优的工况参数,并将超声振动与光电催化氧化原理相结合来探求环境友好且高效的单晶碳化硅抛光方法。对超声振动下的流场速度与压力进行了理论分析,得到了一个周期内流场的横向与纵向的速度与压力的变化规律,利用COMSOL有限元软件进行了超声振动下的碳化硅与抛光垫之间的流场模型,探究了超声振动的频率、振幅、流场薄膜厚度以及抛光垫形状对流场特性的影响规律,研究表明,流场横向速度与压力随着频率与振幅的增加而增加,随着流场薄膜厚度的增加而减小,同时在多孔抛光垫下,流场速度和压力略微减小,但是磨粒的运动更加杂乱,更有利于实现全局平坦化。对微观情况下磨粒冲击试件表面的塑性阶段和脆性阶段进行了理论分析,得到了塑性变形阶段及脆性变形阶段的单颗磨粒冲击下的材料去除体积与磨粒动能之间的关系式,同时利用Abaqus软件建立了磨粒冲击碳化硅及二氧化硅的显示动力学模型,探究了不同磨粒形状、尺寸、磨粒冲击次数、冲击速度及冲击角度下的材料去除率及能量变化,研究表明,材料去除率随着磨粒冲击速度、冲击角度、冲击次数及磨粒尺寸的增大而增大,且正八面体磨粒冲击下的材料去除率高于球形磨粒的材料去除率。在正八面体形状的磨粒冲击下,试件产生更少的弹性变形能,且正八面体磨粒冲击下的能量转换率远高于球形磨粒,在不同的冲击次数下,两种形状的磨粒的能量转换率基本保持恒定。相比金刚石磨粒冲击碳化硅试件,利用二氧化硅磨粒冲击二氧化硅氧化层时,在较低的冲击速度下可以得到较高的材料去除率,且能量转换率更高。根据光催化氧化及超声振动辅助抛光的原理,设计并搭建了超声-光电催化辅助抛光试验机,试验机可以对实验的各项工况参数进行调整,同时实时记录抛光过程中的正压力及摩擦力和摩擦系数,并对抛光实验设备进行了静力学仿真和模态仿真,确保试验机满足强度好刚度要求,同时能有效避免共振。