LBO晶體非水基拋光液固結(jié)磨料拋光的基礎(chǔ)研究.pdf

1、LBO（LiB3O5，三硼酸鋰）晶體具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性能，在全固態(tài)激光器、慣性約束聚變、激光顯示等領(lǐng)域具有關(guān)鍵地位和廣泛應(yīng)用。然而，LBO晶體具有質(zhì)軟、性脆、微潮解等特性，加工難度大，其表面質(zhì)量直接關(guān)系到倍頻器件的使用性能，進(jìn)而影響高質(zhì)量的激光輸出。本文首次提出非水基拋光液固結(jié)磨料拋光LBO晶體特定晶面（θ=90°,φ=13.8°），開展的主要研究工作和結(jié)果如下：
　?。?）對比三種固結(jié)磨料研磨墊修整方式，并對LBO晶體特定晶

2、面的研磨工藝進(jìn)行優(yōu)化。確定先游離碳化硅修整再用油石修整，可高效修復(fù)研磨墊的切削作用，并有效減少研磨劃傷。研磨壓力28 kPa時獲得的工件表面粗糙度Sa值達(dá)9.25 nm，材料去除率為481 nm/min。
　?。?）優(yōu)選合適硬度的固結(jié)磨料拋光墊及其磨料類型，采用單因素法分步優(yōu)化酸性水基拋光液中pH調(diào)節(jié)劑的種類和pH值，研究拋光液化學(xué)環(huán)境對LBO晶體特定晶面的作用機(jī)制。檸檬酸最具合適的化學(xué)活性，乳酸、草酸、醋酸次之。隨著檸檬酸水基拋

3、光液 pH值的增大，表面粗糙度Sa值先下降后上升，pH=5.0時，LBO晶體獲得最低的表面粗糙度Sa值0.32 nm，表面光滑無損傷，并保持材料去除率366 nm/min。
　?。?）優(yōu)選非水基拋光液的溶劑，采用單因素法優(yōu)化拋光液中化學(xué)添加劑的組分及其濃度。隨著化學(xué)添加劑濃度的增大，添加乳酸、雙氧水和去離子水的酒精基拋光液獲得的表面粗糙度Sa值都先下降后上升，并分別在濃度25 vol.％、5 vol.%、15 vol.%時獲得最佳

4、表面質(zhì)量，材料去除率基本都呈上升趨勢。
　?。?）采用正交實驗法綜合優(yōu)化非水基拋光液和工藝參數(shù)對拋光質(zhì)量的影響：拋光壓力是首要因素；乳酸和雙氧水分別起到腐蝕和緩蝕作用，但需要低濃度的去離子水提供合適的電離環(huán)境。正交實驗獲得的最優(yōu)方案為去離子水濃度16 vol.%、拋光壓力21 kPa、乳酸濃度22 vol.%和雙氧水濃度5 vol.%，可高質(zhì)量實現(xiàn)LBO晶體特定晶面的非水基拋光，表面粗糙度Sa值達(dá)0.62 nm，材料去除率為392