固結(jié)磨料研拋光學(xué)玻璃的材料去除機(jī)理研究.pdf

1、隨著光學(xué)、光電子學(xué)及數(shù)碼產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展，K9玻璃已在諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于K9玻璃屬于硬脆材料，在加工過程中極易發(fā)生脆性破壞，傳統(tǒng)加工技術(shù)難以獲得超光滑高質(zhì)量的表面。近年來(lái)，固結(jié)磨料化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)以其工藝可控性強(qiáng)、加工效率高、加工成本低以及綠色環(huán)保等一系列優(yōu)點(diǎn)受到越來(lái)越多的關(guān)注。本文采用顯微硬度方法分析了化學(xué)機(jī)械研拋中研拋液對(duì)K9玻璃表層硬度的影響，采用失重法對(duì)固結(jié)磨料研拋K9玻璃的材料去除過程中的機(jī)械與化學(xué)作用進(jìn)行了分離，利

2、用正交實(shí)驗(yàn)的方法研究分析了各加工參數(shù)對(duì)K9玻璃研磨和拋光的材料去除率及三維輪廓表面粗糙度影響，優(yōu)化K9玻璃的研磨拋光工藝。本文所完成的主要工作和研究成果如下：
　　（1）研究了研拋液對(duì)K9玻璃的化學(xué)作用
　　采用去離子水和研拋液分別浸泡K9玻璃，測(cè)量并比較浸泡后K9的維氏硬度和壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度，根據(jù)所測(cè)數(shù)值進(jìn)一步計(jì)算出K9玻璃表面生成的變質(zhì)層厚度，驗(yàn)證了研拋液對(duì)K9玻璃的化學(xué)作用和變質(zhì)層厚度隨浸泡時(shí)間的變化規(guī)律。研究表明：研拋

3、液對(duì)K9玻璃有比較劇烈的化學(xué)作用，可以在K9玻璃表面形成變質(zhì)層，隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)變質(zhì)層的厚度逐漸增加但增加趨勢(shì)逐漸減緩。
　?。?）探索親水性固結(jié)磨料研拋墊研拋K9玻璃的材料去除機(jī)理
　　對(duì)固結(jié)磨料研拋K9玻璃過程中的機(jī)械與化學(xué)作用進(jìn)行了分離，將K9玻璃的材料去除量分為：研拋液化學(xué)作用的材料去除量，磨粒的機(jī)械作用的材料去除量，基體的機(jī)械作用的材料去除量，磨粒的機(jī)械與化學(xué)交互作用的材料去除量，基體的機(jī)械與化學(xué)交互作用的材料去

4、除量。經(jīng)試驗(yàn)分析了各部分作用對(duì)K9玻璃材料去除率的影響。其中得出，磨粒的機(jī)械與化學(xué)的交互作用是影響K9玻璃材料去除的主要因素，約占材料去除率的80％。
　　（3）親水性固結(jié)磨料研拋墊研磨K9玻璃的工藝優(yōu)化
　　采用CETRCP-4研磨拋光機(jī)對(duì)K9玻璃研磨工藝進(jìn)行了優(yōu)化研究，利用正交實(shí)驗(yàn)的方法研究分析轉(zhuǎn)速比、研磨壓力、研磨液流量對(duì)K9玻璃研磨的材料去除率和三維輪廓表面粗糙度影響。得出K9玻璃研磨的最佳工藝參數(shù)為：研磨壓力55M

5、Pa、轉(zhuǎn)速比145（rpm）/150（rpm）、研磨液流量60ml/min。經(jīng)試驗(yàn)，K9玻璃研磨的材料去除率為3186nm/min，三維輪廓表面粗糙度Sa值為19.6nm。
　　（4）親水性固結(jié)磨料研拋墊拋光K9玻璃的工藝優(yōu)化
　　采用CETRCP-4研磨拋光機(jī)對(duì)K9玻璃拋光工藝進(jìn)行了優(yōu)化研究，利用正交實(shí)驗(yàn)的方法研究分析轉(zhuǎn)速比、拋光壓力、拋光液流量對(duì)K9玻璃拋光的材料去除率和三維輪廓表面粗糙度影響，得出K9玻璃拋光的最佳工藝