大尺寸金属镜散粒研磨技术研究

发布时间：2020-03-22 16:08

【摘要】：金属铝镜在较宽光谱范围内都具有很好的反射率,而且具有易采购、加工性能好、质量轻的特性,因此用金属铝做为反射镜材料成为可能,单点金刚石车削后的金属镜表面容易产生车削“纹路”,影响成像质量,散粒研磨方法可以有效地去除车削后的“纹路”,提高成像质量,散粒研磨铝镜是能够有效地实现高精度的方法,因此有必对散粒研磨大尺寸金属镜进行探讨研究。一般把外接圆直径大于200 mm的反射镜称为大尺寸反射镜,本文介绍了研磨抛光大尺寸金属镜中各工艺参数对于金属镜表面质量的影响。进行了金属镜材料、磨料种类的选择。通过控制变量法,研究了磨料粒度对金属镜表面质量的影响,在研磨过程中,磨料粒径由大到小,这样既可以提高研磨效率,也可以得到好的表面质量。通过单因素法确定了压力、速度对大尺寸铝镜表面质量的影响。对研磨过程中材料去除率进行了探讨,对不同性质研磨液在散粒研磨过程中的研磨机理进行了分析。利用正态分布选取大尺寸金属镜研磨过程中的有效磨粒,通过对单个有效磨粒的材料去除率,计算整体研磨过程中的材料去除率。实验通过改变研磨液的种类,进行大尺寸铝镜表面氧化膜的去除。分别使用了不同PH值的酸性、碱性研磨液和油性研磨液对金属镜进行了研磨抛光实验,对实验结果进行能谱仪检测,通过金属镜表面氧含量来表征铝镜表面去除氧化膜效果。酸性环境下金属表面氧的去除率与酸性强弱有关,酸性越强去氧效果越好,碱性环境下,碱性越强去氧效果越好。氧化膜去除能力:油性环境酸性环境碱性环境,金属镜表面光亮程度也呈现相同的关系。在实验过程中氧化膜的去除可以明显促进金属镜研磨效率地提升。实验过程中针对超声波清洗大尺寸铝镜时产生的白斑问题做出了研究。对超声波清洗技术机理进行了研究,分析了超声波频率、清洗液性质对铝镜清洗效果的影响。结果表明高频超声波适合清洗铝镜,低频易产生白斑,清洗液温度低有利于铝镜的清洗,表面张力小的清洗液适合清洗铝镜。
【图文】：

示意图,散料,示意图,金属镜

图 1.1 散料研磨示意图加工过程中投资少、高加工精度，缺点是轴转速过快，否则磨料飞溅，，影响光学镜使散粒研磨光学镜面的加工效率变低，因国外在金属镜加工方面取得一定进展，国光电所、昆明物理研究所和国防科技大学效率上仍然面临巨大挑战。为了提高研磨深入研究，并力争产生突破，突出金属镜促进我国金属镜加工技术发展。加工过程中，单点金刚石车削应用较广泛质量变差，通常在车削之后要镀膜，研磨

三维表面,轮廓仪,检测效果,纹路

美国伊里诺斯州 Cabot 微电子公司对解决车削“纹路”进行了研究，他们在合理的抛光参数下对车削后的铝镜进行抛光，抛光后的铝镜表面粗糙度达到 Ra2 nm 以下，铝镜表面的面形精度 PV 值大约为 λ/10（λ=633 nm）[6]。如图 1.2(a)所示为铝镜经过单点金刚石车削后得到的铝镜镜面效果，在三维表面轮廓仪下检测存在着明显的切削“纹路”，如图 1.2(b)所示是经过抛光后的铝镜表面，从图中可以看出单点金刚石车削产生的“纹路”已消失，表面粗糙度值也明显降低。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH74;TG580.68

【参考文献】