K9光学玻璃化学机械磨削用磨具的研制及性能研究

发布时间：2016-11-18 20:07

  本文关键词：石英玻璃的化学机械磨削加工，由笔耕文化传播整理发布。

《大连理工大学》 2013年

K9光学玻璃化学机械磨削用磨具的研制及性能研究

王斌  

【摘要】：K9光学玻璃是典型的光学材料,广泛应用于国防和民用领域,其加工精度直接关系到光学系统的性能。K9光学玻璃硬度高但是破坏韧性小,传统磨削方法极易产生表而和亚表面损伤,目前主要采用化学机械抛光(CMP)去除损伤层获得超光滑表面,但是化学机械抛光不能精确控制工件的形状精度。本文针对以上K9光学玻璃加工过程中存在的不足,提出采用化学机械磨削(Chemical Mechanical Grinding, CMG)方法加工K9光学玻璃,用磨削方式得到高质量的抛光表面。 本文根据K9光学玻璃的材料特性,制备了不同组分配比的Ce02型、MgO型和Fe203型CMG磨具。在研制的试验平台上,开展CMG磨具的干式化学机械磨削性能试验,使用三维表面轮廓仪获得K9光学玻璃的表面粗糙度,使用精密电子天平称量加工前后质量变化,再通过密度和时间等计算得到材料去除率。采用正交试验法,针对优选出的低磨粒率Ce02型CMG磨具,研究压力、工件转速、磨具转速等工艺参数,对表面粗糙度和材料去除率的影响规律,结果表明CMG磨具拥有稳定的磨削性能,使用优化的工艺参数获得的K9光学玻璃试件的表面粗糙度Ra达到0.461nm。通过金相显微镜观察化学机械磨削后的K9光学玻璃的表面质量,发现试件表面平整、光滑,没有划痕、麻坑等疵病。利用角度抛光法研究CMG磨具加工的K9光学玻璃试件的亚表面质量,没有发现亚表面裂纹。使用X射线衍射仪(XRD)检测CMG磨具的磨屑成分,发现有新的化合物出现,通过扫描电镜(SEM)获得磨屑颗粒微观形貌和尺寸,验证了化学和机械的耦合作用。研究了CMG磨具加工K9光学玻璃过程中化学机械耦合作用的材料去除机理。

【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ171.683;TG74
【目录】：

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