防止抛光表面腐蚀的途径及方法

本文对光学零件抛光中的表面腐蚀问题进行了探讨.在试验的基础上提出了一种有实用价值的抛光液PH值稳定剂.     

酸抛光法在玻璃电极表面处理中的应用

经常使用的玻璃电极要保持湿放,但长期的湿放会对电极的响应产生不良影响。利用5％的氢氟酸对电极进行表面处理,对电极的玻璃系统的化学稳定性进行了测定,并在理论上加以分析,证明用酸抛光法对玻璃电极表面进行处理,可以恢复原有的性能。     

磁场强度对磁流变抛光表面粗糙度的影响

在自制的磁流变抛光实验装置中,通过被加工零件和Bingham凸起相对运动产生的剪切力来实现抛光.在该装置上进行工艺实验,研究了磁流变抛光技术中磁场对表面粗糙度的影响.比较了不同磁场强度下的磁流变抛光情况,以及表面粗糙度和抛光效率的差别,然后,通过采用不同磁场强度组合加工,使初始表面粗糙度(Ra)为400 nm的K9玻璃材料的平面,磁流变抛光30 min,表面粗糙度值达到了0.86 nm,提高了被加工零件的抛光效率和表面质量.     

光学零件抛光的线性去除

由于采用了一些与实际加工情况很接近的假设,非常复杂的光学零件的抛光加工过程可以被简化成仅仅与速度、压力以及作用时间有关的线性和不随位置而变化的系统.抛光中,材料的去除量可以用抛光头的去除函数与驻留函数的卷积求出.论述了去除函数的特性.用环形抛光模抛光光学表面的实验结果证明作者提出的假设和方法是正确而可行的.     

微晶玻璃研磨抛光超光滑表面粗糙度的工艺研究

研磨抛光采用浸液式定偏心锡磨盘抛光方式，研究抛光液浓度、PH值、上下研磨盘转速、抛光时间等参数对微晶玻璃超光滑表面粗糙度的影响，粗糙度的测量采用NT1100干涉仪．实验结果表明：粗糙度受PH值影响比较大；试件在低浓度弱碱抛光液中，延长抛光时间可降低表面粗糙度值并获得高质量的表面，最终测得表面粗糙度为Rα=0．37nm．     

不锈钢覆层表面抛光新技术

德国蒂森克虏伯尼罗斯塔公司（Thyssen Krupp Nirosta）开发出两种不锈钢覆层表面抛光新技术。     

Ge单晶片的碱性化学腐蚀抛光研究

采用湿法化学腐蚀技术,研究Ge单晶片在NaOH-H2O2体系中的化学腐蚀抛光特性。通过改变腐蚀液配比、腐蚀时间、腐蚀容器,分析锗单晶腐蚀抛光过程的机理及其表面状态变化规律。结果表明:锗单晶在碱性腐蚀抛光后的表面平整度能够接近酸腐蚀的单晶表面;在腐蚀过程中,双氧水分解产生的氧离子极少部分用于锗的氧化,但从动力学角度加快了腐蚀速率,促进了表面抛光的程度。在碱腐蚀条件下,锗单晶的腐蚀速率在一定范围内随氢氧化钠浓度增加呈先增后降趋势,表面粗糙度变化趋势与之相反。     

熔石英元件抛光加工表面残余应力的计算方法

为解决传统检测方法无法直接定量检测非晶体熔石英玻璃表面残余应力的问题,基于脆性固体断裂力学理论,推导残余应力的理论计算公式,提出光学元件抛光加工表面残余应力计算新方法.采用尖锐压头进行纳米印压实验,提取压痕过程中对残余应力敏感的参数,并对实验数据进行线性拟合,确定拟合线的斜率,通过测量残余应力引起其他物理参数的变化计算残余应力.对比分析结果表明,计算得到残余应力值与应力双折射仪检测得到的数据基本吻合,验证了提出残余应力计算方法的正确性.     

曲面玻璃抛光工艺参数的分析与控制

玻璃抛光是一个复杂的机械、化学、物理化学的综合过程。在这一过程中,研磨玻璃的表面状态,抛光剂的性质及用量,机械压力及转速,玻璃温度及环境温度等,是影响玻璃抛光的主要因素。因此,控制好上述工艺参数是保证获得优质抛光玻璃的关键。     

磁流变抛光超光滑光学表面

研究了利用初始粘度达到0.5Pa·s、具有相对大范围稳定性的标准磁流变抛光液,并结合设计独特的公自转组合运动永磁抛光轮进行了试验,对抛光过程中的主要参量包括抛光轮与工件之间间隙、抛光轮与工件之间相对运动速度、氧化铈浓度及抛光时间对材料去除特性的影响进行了研究.磁流变抛光对工件(K9玻璃)表面粗糙度提高效果的抛光试验结果证明,该套系统具有良好的抛光特性,抛光28min后工件表面粗糙度由最初的10.98nm收敛到0.6315nm,获得了超光滑量级的抛光表面.     

等离子体抛光对表面粗糙度的影响

为了得到超光滑表面且无表层损伤的光学元件,引入一种新型的超光滑表面加工技术——等离子体抛光.在新设计的等离子加工实验平台上进行了等离子体加工工艺实验,对氧气流量,放电功率大小,磁场大小几个参数对基片表面粗糙度的影响进行了实验研究,且优化了工艺参数.结果表明增加氧气流量,合理控制功率和磁场强度都会使等离子体抛光基片表面粗糙度减小.当氧气流量为50 sccm,功率为80 W,磁场强度为17 mT时,粗糙度达到最小值0.9 nm.     

微晶玻璃研磨抛光超光滑表面粗糙度的工艺研究

研磨抛光采用浸液式定偏心锡磨盘抛光方式,研究抛光液浓度、PH值、上下研磨盘转速、抛光时间等参数对微晶玻璃超光滑表面粗糙度的影响,粗糙度的测量采用NT1100干涉仪.实验结果表明:粗糙度受PH值影响比较大;试件在低浓度弱碱抛光液中,延长抛光时间可降低表面粗糙度值并获得高质量的表面,最终测得表面粗糙度为Ra=0.37 nm.     

单晶锗光学表面数控高速抛光优化试验

为研究单晶锗镜片表面光洁度无法达到要求的加工技术难题,基于数控高速抛光方法,开展了聚氨酯和沥青两种抛光模的数控高速抛光优化试验,以Preston理论为基础,通过不断优化工艺流程和参数,结合运动轨迹仿真和功率谱密度计算,对比分析了两种抛光模的加工效率和表面质量控制能力.试验结果表明:两种抛光方式均能获得较高的面形精度,聚氨酯抛光模具有较高的加工效率,但光学表面微观形貌控制能力较差,沥青模抛光得到的表面粗糙度RMS相比聚氨酯模提升近3 nm.通过单晶锗光学表面数控高速抛光试验,最终优化并提出了聚氨酯初抛光与沥青精抛光相结合的方式,并进行了试验验证.     

无磨料低温抛光件表面分形特性

利用HL Ⅱ型微机控制原子力显微镜(AFM)系统对无磨料低温抛光件表面的轮廓曲线进行了测量。基于分形理论,分析和讨论了不同工艺参数对表面分形维数D和轮廓算术平均偏差Ra的影响。研究结果表明:D与Ra反映了表面质量的不同方面,它们之间有一定的对应关系,但并不是线性的;对于同样的加工方法,硬质合金材料的D值比铝合金材料的D值大;分形维数可以揭示超光滑表面的表层质量。     

硼硅玻璃薄膜的抛光工艺

对硼硅玻璃产品的用途及加工表面质量要求进行了分析,以自制抛光机为抛光工具,抛光薄膜为抛光膜,水作为抛光冷却液,通过对大量抛光实验数据的研究,拟定了最优的硼硅玻璃薄膜抛光过程工艺.该工艺不仅可以满足加工要求,而且其冷却液还具有绿色环保作用.     

光学非球面柔性抛光表面粗糙度的研究

为了研究FRP-1型非球面柔性抛光机加工非球面零件的可行性,利用FRP-1型非球面柔性抛光机对非球面光学零件进行抛光实验.采用单因素工艺研究法对抛光机的工件轴转速、非球面工件的口径和其最接近圆曲率半径等工艺参数对表面粗糙度的影响进行了分析.实验表明提高工件轴转速可提高抛光效率,且抛光小口径大曲率工件的效率要优于大口径小曲率的工件.在上述研究基础上对K9玻璃材料的非球面工件进行抛光实验,60 min后工件的表面粗糙度由最初的Ra150 nm收敛到Ra8.55 nm.利用FRP-1型非球面柔性抛光机对非球面光学零件进行抛光效果良好能够满足非球面光学零件的加工精度的要求.     

PU高速抛光材料的研制

在ＰＵ微孔泡沫发泡体系中加入无机磨料,经发泡,固化反应制成具有微孔结构的热固性抛光材料,介绍了该抛光材料的合成原理及工艺,并对主要影响因素进行了讨论。结果表明,当３３０聚醚与３０３Ａ聚醚质量比在（２．５－３．０）１：０范围内,采用１,４－丁二醇作扩链剂,同时使用复合催化剂时,所得制品性能最佳。该抛光材料适用于各种眼镜片和其它光学玻璃的高速抛光。     

叶轮表面各种抛光方法的去除机理研究及磨料的研制

从力学去除机理对振动抛光和磨料流抛光进行了分析研究,提出了旋转磨粒流抛光,从而增加了运动行程长度,提高了材料去除率;同时,能使工件表面更加平整,也会改善表面的应力状态.分析了如何配制最合适的磨料流加工研磨磨料,通过几种不同配料的对比实验,最后提出了一种润滑油、橡胶和磨粒的混合模型,可以兼顾高强度、高扯裂性、氧化安定性和润滑性.     

光学元件亚表面损伤深度的无损荧光检测方法

为了实现光学元件亚表面损伤的低成本、快速、准确检测,提出一种光学元件亚表面损伤深度无损荧光检测方法.在研磨和抛光加工过程中添加纳米荧光量子点溶液作为标记物,量子点受到激发光辐照后能够产生荧光现象,然后利用激光共聚焦显微镜进行逐层扫描以获取被测样品不同深度处的切片图像,当扫描深度达到某一特定值时,荧光强度开始由强变弱,通过特征点荧光强度的变化最终确定光学元件的亚表面损伤深度.自行开发了亚表面损伤深度无损检测软件,检测软件具有图像阈值处理、亮点自动识别、图像显示和曲线表征等功能,可以实现光学元件亚表面损伤深度的快速无损检测.将无损检测结果与损伤性检测结果进行了对比分析,结果表明两种检测方法相对误差在10%以内,验证了提出的无损荧光检测方法的有效性.