激光陀螺反射鏡基片微晶玻璃的表面完整性研究.pdf

1、具有超低熱膨脹系數(shù)的微晶玻璃是一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料，它具有良好的機(jī)械特性和高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性，在航空航天、空間天體探測和其它尖端技術(shù)領(lǐng)域中的各種關(guān)鍵設(shè)備中具有廣泛應(yīng)用。但微晶玻璃超精密加工后存在的表面加工變質(zhì)層、亞表層損傷、表面殘余應(yīng)力直接降低了其強(qiáng)度、長期穩(wěn)定性、成像質(zhì)量、鍍膜質(zhì)量和抗激光損傷閾值等重要性能指標(biāo)。因此，對其表面完整性進(jìn)行準(zhǔn)確檢測和全面表征對提高光學(xué)加工質(zhì)量和加工效率具有重要的意義。
　　本文針對具有超光滑表面的激光

2、陀螺反射鏡基片微晶玻璃的表面完整性進(jìn)行研究。首先運(yùn)用納米原位測量系統(tǒng)對拋光后的微晶玻璃進(jìn)行壓痕實(shí)驗(yàn)，基于接觸力學(xué)理論，分析其加工表面變質(zhì)層對接觸剛度、應(yīng)變硬化指數(shù)、壓痕變形分布的影響規(guī)律，為加工變質(zhì)層的深度測量提供可行的表征參數(shù)。
　　其次采用納米壓痕技術(shù)對表層殘余應(yīng)力進(jìn)行研究，根據(jù)殘余應(yīng)力對施壓過程中在壓痕周圍的材料堆積量敏感的特性，通過測定壓痕的面積變化并結(jié)合彈塑性接觸理論，得到殘余應(yīng)力的計(jì)算公式，并利用球形壓針能夠產(chǎn)生連續(xù)應(yīng)

3、變的特點(diǎn)，通過球形壓痕實(shí)驗(yàn)對微晶玻璃的屈服應(yīng)力，應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行研究，最終確定超光滑表面微晶玻璃的表層殘余應(yīng)力距表面深度的變化規(guī)律。
　　最后在壓痕斷裂力學(xué)的基礎(chǔ)上闡述微晶玻璃亞表層損傷的產(chǎn)生機(jī)理，建立拋光后的亞表層損傷模型，采用HF化學(xué)蝕刻法對微晶玻璃拋光及研磨加工產(chǎn)生的亞表層損傷進(jìn)行有效測量，通過對徑向裂紋深度模型和亞表層深度與表面粗糙度模型（SSD~SR4/3模型）的研究，實(shí)現(xiàn)對光學(xué)材料亞表層損傷的準(zhǔn)確預(yù)測，并通過仿真分析