导　　师： 阎秋生

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 熔融石英玻璃具有良好的热稳定性、电绝缘性和介电性能等物理性能,以及优良的透射性及其化学稳定性和耐高温辐射性等光学性能,被广泛应用于航空航天、惯性导航、高能激光等领域。由于其高脆性和高硬度,如何采用超精密加工技术使熔石英表面质量稳定降到Ra 1 nm以下,同时降低和消除加工后工件的表面/亚表面损伤及残余应力等是实现熔融石英玻璃元件使用性能的关键技术。磁流变抛光技术作为一种高效的平坦化超光滑抛光方法,能够实现单晶光学元件的原子级抛光,加工后无亚表面损伤。本文针对熔融石英光学玻璃基片的超精密加工工艺进行了系统研究。首先,实验研究了熔融石英玻璃的粗研和精研过程,采用单因素实验法,使用在铸铁盘进行熔融石英玻璃的粗研、使用合成铜盘对熔融石英玻璃进行平面精研加工实验,分析了粗研过程中的磨料质量分数、研磨盘转速、研磨液流量、研磨时间等因素对石英玻璃研磨特性的影响,并通过精研实验获得了表面粗糙度Ra 4.11 nm的光滑表面。其次,基于动态磁场集群磁流变抛光加工方法及其平面抛光装置,采用单因素实验方法,对研磨后的熔融石英玻璃基片进行抛光加工实验,研究了不同加工工艺参数对熔融石英的抛光加工效果,并分析了熔融石英的材料去除过程。采用质量分数为16 wt%、平均粒径为3.2μm羰基铁粉、质量分数为2 wt%、平均粒径为3μm的氧化饰磨料,在加工间隙1.0 mm、偏摆位移±25 mm、工件转速400 r/min、抛光盘转速40 r/min、磁极转速20 r/min,偏摆速度600 mm/min的条件下加工90 min后,获得表面粗糙度为Ra0.32 nm的超光滑表面。最后,通过分析水基磁流变抛光浆液中CeO2磨料和熔融石英玻璃工件的相互作用,研究了动态磁场集群磁流变抛光的材料去除机理,对动态磁场集群磁流变抛光装置中工件的运动分析和受力进行了分析,建立了熔融石英玻璃基片动态磁场集群磁流变抛光的材料去除函数模型,并通过实验验证了模型的有效性。更多还原

关 键 词： 熔融石英玻璃 [803180]研磨加工 [9207028]磁流变抛光 [8838967]材料去除率 表面粗糙度

分 类 号： [TQ171.734]

领　　域： []