RB-SiC反射镜Si改性层的粘弹性流体超光滑抛光技术研究
发布时间：2021-07-12 01:04
随着航空航天事业的发展,对具有复杂型面的太空望远镜反射镜的面形精度和表面质量要求越来越高,需求量也越来越大。反应烧结碳化硅（RB-SiC）因其优异的物理、化学和机械性能成为大口径反射镜的主要材料之一。由于RB-SiC中硅相和SiC相存在硬度差异,必须对表面进行非晶硅改性后才能通过抛光获得超光滑表面。研究新的超光滑表面抛光方法,解决现有的超光滑表面抛光方法存在的抛光效率低、成本高和表面异常腐蚀等问题,对于大口径RB-SiC反射镜的超精密加工具有重要的意义。本研究提出一种应用新型水性粘弹性抛光流体的内循式超光滑表面抛光方法,基于抛光流体的流变性和壁面滑移特性研究,建立了流体本构方程,优选了流体配方和抛光工艺参数,实现了单晶硅和非晶硅的超光滑表面抛光。研制出了以吸水树脂与增稠剂复配水凝胶为载体的水性粘弹性抛光流体,证明了该抛光流体具有爬杆效应和挤出胀大现象,抛光流体中的磨粒不发生沉降,稳态粘度随着剪切速率先增大后减小;通过观测抛光流体的微观形貌,发现流体表面分布了大量磨粒,内部是三维网状结构;抛光流体的流变性实验研究发现流体的动态粘弹特性随着吸水树脂浓度的增大而增大,随着磨粒的质量分数增大而...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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１．２．３离子束触??离子束抛光是１９８８年由ＷＵｓｏｎ等人首先提出，是与传统加工方法在原理上??完全不同的伟大技术革新。抛光原理如图１－３所示，在真空中，高能离子束轰击??到被加工的工件表面，使工件原子获得挣脱晶格束缚能的能量，材料实现去除。??离子束抛光对工件初始表面质量有一定的要求，材料去除函数接近高斯型［２２］，但??是其抛光设备昂贵，加工尺寸受限。盂晓辉［２３］采用离子束抛光方法对航天相机中??使用的非球面光学元件进行三轮抛光，其面形精度从初始的ＰＶ＝１．３０２入、??ＲＭＳ＝０．２〇ａ?提高至?ＰＶ＝０．１５７Ａ、ＲＭＳ＝０．０１３？ｕ?满足?了使用要求。??离子枪—＼＼２原子??图１－３离子束抛光形式示意图??１．２．４磁流变抛光??磁流变液是最早由Ｗ．Ｉ．Ｋｏｒｄｏｎｓｋｉ与Ｉ．Ｖ．Ｐｒｏｋｈｏｒｏｖ等人用在离合器、缓震器??等上，磁流变抛光的原理如图１－４所示。磁流变抛光液由泵喷在抛光轮与工件之??间有高强度梯度磁场的工作区域，磁流变抛光液受到磁场的影响粘度增大，表现??４??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]航天相机非球面光学元件的离子束抛光工艺研究[J]. 孟晓辉,王永刚,李文卿. 航天制造技术. 2016(06)
[2]CeO2纳米粒子抛光液分散稳定性及其化学机械抛光特性研究[J]. 陈广林,刘德福,陈涛,佘亦曦. 表面技术. 2016(11)
[3]SiO2/PEG200剪切增稠液体的制备及粘度性能分析[J]. 李婷,祝振威,汪泽幸,李洪登. 成都纺织高等专科学校学报. 2016(04)
[4]剪切增稠抛光磨料液的制备及其抛光特性[J]. 李敏,袁巨龙,吕冰海. 光学精密工程. 2015(09)
[5]凝胶结合剂超细金刚石磨粒工具的制备及应用[J]. 陆静,罗求发,宋运运,胡光球,徐西鹏. 机械工程学报. 2015(15)
[6]流体磨料光整加工理论与技术的发展[J]. 高航,吴鸣宇,付有志,郭东明. 机械工程学报. 2015(07)
[7]基于oldroyd-B本构模型的磨料流加工壁面滑移仿真分析[J]. 刘月普,董志国,轧刚. 现代制造工程. 2014(08)
[8]非牛顿流体材料在工业领域的应用与展望[J]. 彭岩,吕冰海,纪宏波,孙磊,董晨晨,袁巨龙. 轻工机械. 2014(01)
[9]凝胶结合剂磨粒工具制备及其磨抛性能研究[J]. 徐西鹏,刘娟,于怡青,陆静. 机械工程学报. 2013(19)
[10]反射镜材料的选择及SiC反射镜的应用[J]. 唐惠东,孙媛媛,李龙珠,谭寿洪. 江苏陶瓷. 2011(03)
博士论文
[1]大口径非球面磁流变加工的关键技术研究[D]. 李龙响.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[2]离子束抛光大口径非球面去除模型与工艺研究[D]. 唐瓦.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[3]磁流变抛光液的研制及去除函数稳定性研究[D]. 白杨.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[4]磨料流加工的切削机理及加工工艺的研究[D]. 董志国.太原理工大学 2012
[5]300mm硅片化学机械抛光设备及其关键技术研究[D]. 王彩玲.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]微晶玻璃方孔的超精密加工技术研究[D]. 李雄.山东大学 2018
[2]黄原胶/瓜尔胶复配及其硼砂交联溶液的流变性研究[D]. 范亮姣.山东大学 2017
[3]航空叶轮的磨料流加工模拟分析及可行性研究[D]. 朱建辉.大连理工大学 2013
[4]基于有限元方法的磨料流加工数值模拟研究[D]. 赵培锋.太原理工大学 2011
[5]磨料流抛光机及其工艺参数研究[D]. 赵秋乐.重庆大学 2011
[6]聚合物熔体流变特性试验研究[D]. 孙秀伟.大连理工大学 2008
本文编号：3278872
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１化学机械抛光示意图［ｉ２】??
１．２．３离子束触??离子束抛光是１９８８年由ＷＵｓｏｎ等人首先提出，是与传统加工方法在原理上??完全不同的伟大技术革新。抛光原理如图１－３所示，在真空中，高能离子束轰击??到被加工的工件表面，使工件原子获得挣脱晶格束缚能的能量，材料实现去除。??离子束抛光对工件初始表面质量有一定的要求，材料去除函数接近高斯型［２２］，但??是其抛光设备昂贵，加工尺寸受限。盂晓辉［２３］采用离子束抛光方法对航天相机中??使用的非球面光学元件进行三轮抛光，其面形精度从初始的ＰＶ＝１．３０２入、??ＲＭＳ＝０．２〇ａ?提高至?ＰＶ＝０．１５７Ａ、ＲＭＳ＝０．０１３？ｕ?满足?了使用要求。??离子枪—＼＼２原子??图１－３离子束抛光形式示意图??１．２．４磁流变抛光??磁流变液是最早由Ｗ．Ｉ．Ｋｏｒｄｏｎｓｋｉ与Ｉ．Ｖ．Ｐｒｏｋｈｏｒｏｖ等人用在离合器、缓震器??等上，磁流变抛光的原理如图１－４所示。磁流变抛光液由泵喷在抛光轮与工件之??间有高强度梯度磁场的工作区域，磁流变抛光液受到磁场的影响粘度增大，表现??４??
＾Ｗ＼?＼＾１??＿－二＞１１４峨，鬮??图１－２剪切增稠抛光示意图［２（）１??１．２．３离子束触??离子束抛光是１９８８年由ＷＵｓｏｎ等人首先提出，是与传统加工方法在原理上??完全不同的伟大技术革新。抛光原理如图１－３所示，在真空中，高能离子束轰击??到被加工的工件表面，使工件原子获得挣脱晶格束缚能的能量，材料实现去除。??离子束抛光对工件初始表面质量有一定的要求，材料去除函数接近高斯型［２２］，但??是其抛光设备昂贵，加工尺寸受限。盂晓辉［２３］采用离子束抛光方法对航天相机中??使用的非球面光学元件进行三轮抛光，其面形精度从初始的ＰＶ＝１．３０２入、??ＲＭＳ＝０．２〇ａ?提高至?ＰＶ＝０．１５７Ａ、ＲＭＳ＝０．０１３？ｕ?满足?了使用要求。??离子枪—＼＼２原子??图１－３离子束抛光形式示意图??１．２．４磁流变抛光??磁流变液是最早由Ｗ．Ｉ．Ｋｏｒｄｏｎｓｋｉ与Ｉ．Ｖ．Ｐｒｏｋｈｏｒｏｖ等人用在离合器、缓震器??等上，磁流变抛光的原理如图１－４所示。磁流变抛光液由泵喷在抛光轮与工件之??间有高强度梯度磁场的工作区域
【参考文献】：
期刊论文
[1]航天相机非球面光学元件的离子束抛光工艺研究[J]. 孟晓辉,王永刚,李文卿. 航天制造技术. 2016(06)
[2]CeO2纳米粒子抛光液分散稳定性及其化学机械抛光特性研究[J]. 陈广林,刘德福,陈涛,佘亦曦. 表面技术. 2016(11)
[3]SiO2/PEG200剪切增稠液体的制备及粘度性能分析[J]. 李婷,祝振威,汪泽幸,李洪登. 成都纺织高等专科学校学报. 2016(04)
[4]剪切增稠抛光磨料液的制备及其抛光特性[J]. 李敏,袁巨龙,吕冰海. 光学精密工程. 2015(09)
[5]凝胶结合剂超细金刚石磨粒工具的制备及应用[J]. 陆静,罗求发,宋运运,胡光球,徐西鹏. 机械工程学报. 2015(15)
[6]流体磨料光整加工理论与技术的发展[J]. 高航,吴鸣宇,付有志,郭东明. 机械工程学报. 2015(07)
[7]基于oldroyd-B本构模型的磨料流加工壁面滑移仿真分析[J]. 刘月普,董志国,轧刚. 现代制造工程. 2014(08)
[8]非牛顿流体材料在工业领域的应用与展望[J]. 彭岩,吕冰海,纪宏波,孙磊,董晨晨,袁巨龙. 轻工机械. 2014(01)
[9]凝胶结合剂磨粒工具制备及其磨抛性能研究[J]. 徐西鹏,刘娟,于怡青,陆静. 机械工程学报. 2013(19)
[10]反射镜材料的选择及SiC反射镜的应用[J]. 唐惠东,孙媛媛,李龙珠,谭寿洪. 江苏陶瓷. 2011(03)
博士论文
[1]大口径非球面磁流变加工的关键技术研究[D]. 李龙响.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[2]离子束抛光大口径非球面去除模型与工艺研究[D]. 唐瓦.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[3]磁流变抛光液的研制及去除函数稳定性研究[D]. 白杨.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[4]磨料流加工的切削机理及加工工艺的研究[D]. 董志国.太原理工大学 2012
[5]300mm硅片化学机械抛光设备及其关键技术研究[D]. 王彩玲.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]微晶玻璃方孔的超精密加工技术研究[D]. 李雄.山东大学 2018
[2]黄原胶/瓜尔胶复配及其硼砂交联溶液的流变性研究[D]. 范亮姣.山东大学 2017
[3]航空叶轮的磨料流加工模拟分析及可行性研究[D]. 朱建辉.大连理工大学 2013
[4]基于有限元方法的磨料流加工数值模拟研究[D]. 赵培锋.太原理工大学 2011
[5]磨料流抛光机及其工艺参数研究[D]. 赵秋乐.重庆大学 2011
[6]聚合物熔体流变特性试验研究[D]. 孙秀伟.大连理工大学 2008
本文编号：3278872
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