石英玻璃超精密磨削加工表面完整性研究

发布时间：2021-02-12 00:23

　　石英玻璃具有热膨胀系数低、光谱特征良好、电绝缘性高等特性,被广泛应用在航空航天、半导体通讯、激光和电学装备等领域。然而传统的加工方法已经满足不了石英玻璃的应用要求,超精密磨削加工具有加工精度高、表面质量好、亚表面损伤小、效率高和成本低等优势,越来越多的应用到光学硬脆材料加工领域。但是磨削过程不可避免的会对石英玻璃表面/亚表面引入一定程度的损伤,使得光学零件成像质量差、稳定性低甚至危害到整个系统的使用安全,必须进一步通过后续的抛光工艺去除磨削产生的损伤层,磨削工件的表面/亚表面质量极大地影响后续抛光工艺的加工效率。因此,研究石英玻璃超精密磨削的表面完整性对于分析其材料去除机理、优化磨削工艺具有重要的指导意义。本文利用#400、#1500、#2000和#5000金刚石砂轮,通过石英玻璃超精密磨削试验,研究了砂轮粒度对石英玻璃磨削表面微观形貌、表面粗糙度、表面/亚表面损伤特征、亚表面损伤深度和表面力学特性的影响。通过对比不同粒度金刚石砂轮磨削时的磨粒切削深度和石英玻璃的脆—塑转变深度,分析了不同粒度金刚石砂轮磨削石英玻璃的材料去除机理。在此基础上,研究了脆性域磨削石英玻璃的表面粗糙度PV（P... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景
        1.1.1 石英玻璃的特性、应用
        1.1.2 石英玻璃的制备工艺
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 石英玻璃的加工方法
        1.2.2 表面完整性的检测方法
    1.3 课题来源及主要研究内容
2 石英玻璃超精密磨削实验及表面损伤检测
    2.1 磨削实验
        2.1.1 实验样品
        2.1.2 磨床与砂轮
    2.2 表面损伤检测方法
        2.2.1 光学显微镜观测
        2.2.2 扫描电子显微镜观测
        2.2.3 表面轮廓仪观测
    2.3 表面损伤检测结果及分析
        2.3.1 砂轮粒度对表面形貌影响
        2.3.2 砂轮粒度对表面粗糙度影响
    2.4 本章小结
3 石英玻璃超精密磨削亚表面损伤检测
    3.1 亚表面损伤检测方法
        3.1.1 角度截面显微观测法
        3.1.2 透射电子显微镜观测法
    3.2 亚表面损伤检测结果及分析
        3.2.1 砂轮粒度对亚表面损伤深度影响
        3.2.2 砂轮粒度与亚表面损伤形式
    3.3 损伤层力学特性分析
    3.4 本章小结
4 材料去除机理分析与亚表面损伤深度预测模型
    4.1 材料去除机理分析
        4.1.1 实验现象观察
        4.1.2 理论计算分析
    4.2 亚表面裂纹深度预测
    4.3 本章小结
结论
参考文献
硕士期间发表的学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[3]使用雾化液的K9光学玻璃化学机械磨削[J]. 戴恒震,油艳红,戴智弘,金洙吉.  金刚石与磨料磨具工程. 2016(04)
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博士论文
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硕士论文
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[2]高纯石英原料选择评价及提纯工艺研究[D]. 吴逍.西南科技大学 2016
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[4]基体材料对氧化硅基陶瓷型芯性能的影响[D]. 牛书鑫.天津大学 2014
[5]熔石英光学元件亚表层损伤实验研究[D]. 郭海涛.哈尔滨工业大学 2014
[6]显示屏玻璃加工用树脂金刚石研磨盘的制备及磨削性能研究[D]. 韩雪.湖南大学 2013
[7]CZT晶体加工表面/亚表面损伤研究[D]. 郎艳菊.大连理工大学 2008
[8]石英原料中杂质的高温去除方法研究[D]. 洪璐.苏州大学 2006
[9]石英玻璃ELID磨削表面质量研究[D]. 顾金泉.燕山大学 2006



本文编号：3029947