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．     

低熔点光学玻璃表面加工工艺参数优化

为优化磁流变抛光对低熔点玻璃表面的加工工艺,文中利用磁流变抛光技术对低熔点玻璃进行抛光,分析了磁流变抛光中工艺参数对低熔点光学材料对表面粗糙度的影响,探讨低熔点玻璃通过冷加工的方法进行超光滑加工的效果.实验研究表明:在抛光液质量分数为15％、磨盘转速为35 r·min-1、抛光时间为50 min条件下,磁流变抛光对低熔...     

软金属球精密/超精密镜面抛光工艺

为了探究软金属球精密超精密加工的新途径,采用精密/超精密镜面抛光技术,对其进行镜面抛光实验.实验结果表明:研抛压力、抛光液的p H值、磨粒大小和研抛垫的厚度是影响表面加工质量的主要因素.当研抛压力在0.6~0.8 N/cm2、抛光液p H值为10、磨料粒度为W0.5、研抛垫厚度为2 mm时,抛光效果最佳,可以有效地提高加工效率,改善表面加工质量,得到表面粗糙度Ra为0.039μm的已加工表面.     

电解质等离子抛光表面粗糙度随时间变化规律

表面粗糙度是衡量抛光效果的最主要标准.依据电解质等离子抛光机理建立表面粗糙度随时间变化的数学模型,实验得出一定条件下经过不同的抛光时间之后试件表面的实际粗糙度值,用这些实验数据和数学模型进行非线性拟合,并根据拟合结果对数学模型进行了修正.修正后的数学模型与实验数据的拟合程度很好,校正可决系数达到了0.97139.在不同的抛光液温度下,又进行了2组实验,验证了修正后的数模模型与实际抛光时的情况基本一致.     

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.     

硫系红外玻璃的抛光工艺研究

为研究锗砷硒(Ge22As20Se58)硫系红外玻璃的最佳抛光参数,比较了CeO2抛光液和Al2O3抛光液、聚氨酯抛光模和黑色阻尼布作为抛光垫时的优劣性。通过4因素3水平的正交实验,采用古典法平摆式磨抛技术研究锗砷硒玻璃的抛光工艺,使用Taylor Hobson粗糙度轮廓仪和Zygo Newview 8200对抛光后的锗砷硒玻璃表面粗糙度进行检测。研究结果表明:相比较于聚氨酯抛光模,黑色阻尼布作为抛光垫时玻璃未产生划痕,抛光时Al2O3抛光液的抛光效果优于CeO2抛光液,锗砷硒玻璃表面粗糙度可达2.59nm,得到了最佳抛光工艺。     

基于硫系玻璃非球面抛光工艺研究

硫系玻璃非球面透镜具有优异的红外光学性能,分析了硫系玻璃材料的光学和热力学特性,针对硫系玻璃质软,热膨胀系数大,依据自适应迭代驻留时间算法理论,采用数控气囊式抛光对?50mm硫系玻璃非球面透镜进行抛光。通过正交试验确定了透镜在抛光过程中的气囊抛光头旋转速度、气囊充气压力值、氧化铈抛光液浓度等工艺参数,再使用带有聚氨酯抛光垫的气囊对透镜进行多次抛光,并检测其面形图。最后通过分析对比实验,在实验基础上改用金刚石微粉作为抛光液,对透镜进行最后阶段的面形修正抛光,其表面粗糙度Ra值为9.28nm,PV值为0.6097μm,表面疵病B为Ⅲ级。     

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.     

ULSI多层布线钨插塞CMP粗糙度的影响因素分析

随着超大规模集成电路向高集成、高可靠性及低成本的方向发展,对集成电路制作过程中的全局平坦化提出了更高的要求.ULSI多层布线CMP中粗糙度对器件的性能有明显影响,因此本文主要研究多层互连钨插塞材料CMP过程中的表面粗糙度影响因素及控制技术,分析了抛光过程中影响粗糙度的主要因素,确定了获得较低表面粗糙度的抛光液配比及抛光...     

不锈钢细长弯管化学抛光工艺的研究

研究了奥氏体不锈钢细长弯管的化学抛光液的组成及抛光工艺参数,讨论了抛光液的组成成分和抛光温度、时间对表面光洁度的影响.经过实验,筛选出一组化学抛光添加剂并找出最佳抛光工艺参数,抛光后细长弯管的表面光洁度能达到所要求的效果.     

不锈钢振动辅助力流变抛光

为进一步提高力流变抛光效率与抛光质量,提出振动辅助力流变抛光方法。对不锈钢振动辅助力流变抛光加工过程中,工件材料去除过程及不同工艺参数对抛光特性影响进行研究。基于振动辅助力流变抛光原理及试验,以材料去除率和表面粗糙度为评价条件,分析了抛光速度、振动频率和振幅3个关键参数对抛光影响规律。基于田口法设计试验,采用信噪比评估试验结果并得出优化的工艺参数,通过方差分析法得出各因素的权重。结果表明：抛光速度对材料去除率影响最大,振幅次之,振动频率影响最小;抛光速度对表面粗糙度影响最大,振动频率次之,振幅影响最小。在优选的抛光参数组合下,抛光速度40 r·min^-1、振幅0.35 mm、振动频率80 Hz,加工30 min后工件表面粗糙度由(80±10) nm下降至(7.1±0.9) nm,其材料去除率达到68 nm·min^-1。受振动的抛光液中粒子间发生相对相位差并形成一定的剪切速率,使抛光液产生流变效应并把持游离磨粒。在相对运动作用下对工件表面施加压力及剪切力,以塑性去除方式实现不锈钢材料去除。利用所提方法,在优化工艺参数下可有效去除不锈钢表面划痕,...     

射流等离子体工艺参数对物理抛光效果的影响

为实现超光滑表面光学元件的高精度无损加工,将大气射流等离子体炬技术引入到超光滑光学元件加工中.以石英玻璃为加工对象,对大气射流等离子体炬的物理抛光去除效应进行了研究,分析了大气射流等离子体炬放电功率、抛光时间、样品处理位置等工艺参数的变化,对石英玻璃刻蚀速率和表面粗糙度的影响.实验结果表明,以空气为工作气体时,对石英玻璃的刻蚀速率最高可达4.6nm/min.经抛光处理后的石英表面粗糙度受到工艺条件的影响,在等离子炬功率为420～460W,作用距离16～22mm范围内,石英玻璃的表面粗糙度有明显下降,随着抛光时间的增加,呈现出收敛性.     

新型电流变抛光工具开发及其抛光实验

针对当前电流变抛光研究中所用尖锥状工具要求抛光间隙为μm级、对设备定位精度要求高及抛光非导体需加辅助电极等不足,研制了一种新型的电流变抛光工具——集成电极工具。介绍了集成电极工具的结构,并对其电场分布进行了计算。新工具不仅可以抛光导体工件,而且也可以抛光非导体工件。工具与工件之间的抛光间隙可以大到mm数量级。以碳化钨(WC)和光学玻璃为对象,分别进行了抛光实验,并通过单因素实验给出了电压、转速、磨料浓度、抛光时间等因素与表面粗糙度的关系曲线。实验结果表明:抛光10min后,WC的表面粗糙度由Ra66.48nm下降到Ra33.18nm;光学玻璃的表面粗糙度由Ra11.02nm下降到Ra3.67nm。     

Flatness maintenance and roughness reduction of silicon mirror in chemical mechanical polishing process

As an important optical component in laser system, silicon mirror surface is required to have micron-level flatness and subnanometer-level roughness. The research concentrates on how to improve roughness as far as possible while maintaining flatness of silicon mirror surface during chemical mechanical polishing(CMP) process. A polishing edge effect model is established to explain the reason of flatness deterioration, and a roughness theoretical model is set up to get the limit of perfect surface roughness. Based on the models above, a polishing device is designed to maintain the surface flatness, and the optimized polishing process parameters are obtained by orthogonal tests to get a near-perfect surface roughness. Finally the maintenance of flatness and the improvement of roughness can be achieved at the same time in one step of CMP process. This work can be a guide for silicon mirror manufacture to improve optical reflection performance significantly.     

Effect of electrochemical polishing time on surface topography of mild steel

The variation in altitude density function （ADF） of the surface topography of mild steel during electrochemical polishing （ECP） was investigated, and the mechanism of the variation of surface roughness with polishing time was analyzed. The results show that the variation trend of ADF with polishing time is flat-steep-flat; the variation of surface roughness results in the different distri- butions of surface current density, and there is a fine surface smoothness in the special period of ECP from 4 to 8 s.     

高精度柱面镜加工技术研究

光学柱面镜在强激光系统和同步辐射光束中有着广泛的应用,对柱面镜的精度要求也越来越高。采用传统光学表面成型技术与数控加工设备相结合的工艺方法对柱面镜进行加工。根据精磨时工件表面粗糙度与材料去除率随研磨时间的变化规律,确定了最佳的研磨时间,并通过对研磨液在不同浓度、温度时材料去除率的研究,优化了抛光的工艺参数。通过反复的加工和检测分析,得到满足光学系统要求的柱面镜,经过轮廓仪检测,柱面透镜能够达到PV≤0.1358μm。     

非球面件数控研抛力、研抛工具位置和姿态解耦技术

为解决非球面自动研抛系统中普遍存在的研抛力-研抛工具的位置-研抛工具的姿态(以下简称力-位-姿)相互耦合问题,提出一种基于磁流变力矩伺服装置(MRT)的非球面数控研抛力-位-姿解耦技术。基于Hertz接触理论和摩擦学原理,分析研抛过程中的力-位-姿耦合机理,建立了耦合模型。阐述基于MRT的数控研抛力-位-姿解耦原理,开发相应的实验研究系统,建立系统研抛力模型。规划了研抛工具的路径。试验得到0.025μm粗糙度的镜面表面。试验表明该技术能独立、主动、实时地控制研抛过程中的研抛力、研抛工具的位置和姿态。     

Investigation on the cleaning of KDP ultra-precision surface polished with micro water dissolution machining principle

A potassium dihydrogen phosphate (KDP) optical crystal was machined to an ultra-precision surface with water-in-oil (W/O) micro emulsion polishing fluid. The micro water dissolution principle utilized in the machining process is discussed, its planarization mechanism is illustrated, and an ultra-precision polished surface with 2.205 nm RMS roughness is obtained. However, a substantial quantity of residual contamination remained on the polished surface after machining. This can seriously impact the optical performance of the crystal, and so it must be removed. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy was used to conduct an investigation into the composition of the surface residue, and the results showed that the residue was comprised of organic chemicals with hydrocarbon chains and aromatic ether, i.e., mostly the polishing fluid. The cleaning method and the principle on which the KDP ultra precision surface investigation is based are discussed in detail, and the cleaning experiments with selected KDP-compatible organic solvents were then performed. FTIR transmittance spectra measurement and microscopic observations were employed to assess the effects of the cleaning process on the surface of the KDP crystal. The results showed that toluene cleaning achieved the most desirable results. This cleaning method produced a surface roughness of 1.826 nm RMS, which allows the KDP crystal to be applied to subsequent engineering applications.