熔石英玻璃塑性域微銑削工藝基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)問(wèn)題的日益凸顯，核聚變能作為一種清潔的新型能源受到越來(lái)越多的重視，對(duì)慣性約束核聚變方法的研究也成為世界性的熱點(diǎn)領(lǐng)域。熔石英光學(xué)材料因具有極好的光學(xué)性能、穩(wěn)定的化學(xué)性能被大量應(yīng)用在慣性約束核聚變裝置的光學(xué)終端系統(tǒng)中。但是當(dāng)高能量激光束連續(xù)照射熔石英玻璃光學(xué)材料時(shí)，會(huì)在熔石英玻璃表面上導(dǎo)致激光損傷，如果不對(duì)這些損傷進(jìn)行及時(shí)處理，熔石英元件的壽命將大大降低。目前，對(duì)一定尺度范圍內(nèi)的損傷進(jìn)行修復(fù)是解決此問(wèn)題的一個(gè)有效手段，激光損傷處

2、的形貌和尺度的復(fù)雜性決定了修復(fù)方法的柔性要高，對(duì)后續(xù)光場(chǎng)的調(diào)制作用決定了修復(fù)方法要可控制面型，因此使用球頭銑刀微銑削方法十分適合修復(fù)熔石英玻璃的激光損傷缺陷。
　　本課題在初期研究階段發(fā)現(xiàn)，由于加工對(duì)象熔石英玻璃的硬脆特性，探索熔石英玻璃的力學(xué)性能對(duì)實(shí)現(xiàn)其塑性域內(nèi)微銑削加工有著十分重要的意義。本文通過(guò)壓痕實(shí)驗(yàn)，測(cè)算了熔石英的維氏硬度值和斷裂韌性值等主要力學(xué)性能參數(shù)，預(yù)測(cè)了基于壓痕實(shí)驗(yàn)的熔石英玻璃發(fā)生脆塑轉(zhuǎn)變時(shí)的臨界載荷值；通過(guò)刻劃

3、實(shí)驗(yàn)，測(cè)量了不同進(jìn)給速度下熔石英玻璃在金剛石壓頭的刻劃作用下發(fā)生脆塑轉(zhuǎn)變時(shí)的臨界寬度、臨界深度和臨界刻劃力，分析了進(jìn)給速度的變化對(duì)各臨界值的影響趨勢(shì)，為工藝實(shí)驗(yàn)的參數(shù)設(shè)置提供了參考。
　　分析了脆性材料的經(jīng)典脆塑轉(zhuǎn)變臨界厚度計(jì)算模型和最小切削厚度理論的建立條件與球頭微銑刀銑削熔石英玻璃實(shí)驗(yàn)條件的差異，表明了以上兩種理論在本課題中應(yīng)用的局限性；研究了各工藝參數(shù)的變化對(duì)最大未變形切屑厚度的影響規(guī)律，分析了加工過(guò)程中銑削力隨工藝參數(shù)變化