酸碱度对磁流变抛光去除作用的调节机制

随着磁流变抛光技术在超精密加工领域的应用需求不断增长,提高该技术的抛光效率成为一种必然趋势。本文从研究磁流变抛光液料浆的性质出发,建立了以pH值调节为手段改善抛光液性能的实验方法。采用透射电镜、粒度分析,黏度测试和Zeta电位测试等实验分析表征了抛光颗粒的分散行为及料浆的流变特性,并对抛光料浆特性进行了研究和优化。结果表明:当pH值为12时,抛光料浆具有绝对值最大的Zeta电位(33.28 mV)和最小的颗粒粒径(260nm),获得了抛光颗粒分散均匀、悬浮性能稳定的料浆。使用该料浆抛光液与初始抛光液在相同工艺条件下对熔石英进行抛光。实验结果表明,在未明显恶化表面粗糙度的前提下,该抛光液的峰去除效率和体去除效率分别提升87%和66%,获得了良好、高效的去除效果。     

纳米金刚石磨粒团聚对熔石英摩擦磨损性能的影响

为了研究磁流变抛光液中磨粒团聚对光学玻璃元件的磨损性能，利用环境可控的直线往复式摩擦磨损试验机，以不锈钢球为对磨副，以熔石英为基底，系统地研究了磁流变抛光液中纳米金刚石磨粒团聚程度对熔石英摩擦磨损性能的影响，并利用光学显微镜、白光干涉仪等设备分析熔石英的磨损机制，最后将摩擦学实验结果与实际磁流变抛光结果进行对比。实验结果表明：纳米金刚石磨粒团聚程度越大，熔石英表面的材料去除率越大，磨损区域亚表面损伤情况越严重。当载荷为0.5 N时，熔石英在团聚磨粒作用下的磨损主要以黏着磨损为主，伴随着轻微的磨粒磨损，同时熔石英的亚表面无明显损伤；当载荷从0.5 N增加到4 N时，熔石英的磨损形式以磨粒磨损为主，熔石英的表面和亚表面出现大量损伤。采用相同磨粒团聚程度的抛光液进行熔石英磨损与磁流变抛光实验发现，熔石英在磁流变抛光过程中的材料去除率与磨损实验的材料去除率变化趋势保持一致，表明借助摩擦磨损实验在一定程度上可以预测实际磁流变抛光中的材料去除率。