光学玻璃元件氧化铈超精密低损伤磨削研究

发布时间：2021-05-14 16:22

　　为开发新能源,实现可控的核聚变,世界各国开展了惯性约束核聚变研究。惯性约束核聚变装置需要使用大量的光学玻璃元件,而核聚变装置性能的提升主要受到光学玻璃元件精度和缺陷两方面的制约。研究发现,光学玻璃元件的损伤阈值和光学玻璃元件的表面、亚表面缺陷有直接的关系,光学元件的缺陷越少,激光通过时的能量集中效应越小,损伤阈值就越高。因此,国际上都在研究如何优化光学玻璃元件的加工工艺,尽可能减少表面、亚表面缺陷的产生,提高惯性约束核聚变装置的性能水平。目前,氧化铈磨削被用于IC领域的单晶硅片加工上,可以减少损伤和控制加工应力,在光学玻璃元件加工领域研究较少。能否将这一工艺方法应用到光学玻璃加工中,提高玻璃的抗激光损伤域值,需要深刻认识氧化铈磨削的材料去除机理,建立磨削的力热模型,设计合理的工艺,达到有效减少光学元件表面亚表面缺陷的目的。因此,本文的研究工作对提高惯性约束核聚变装置玻璃原件加工质量和效率有着十分重要的意义。本文主要研究工作如下:1)研究了氧化铈磨削的材料去除机理。从氧化铈磨削过程中的机械作用和化学作用出发,研究了氧化铈砂轮磨削时可能存在的高温化学反应,及如何产生较软的变质层,降低材料去... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源及意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 单晶硅片的氧化铈超精密低损伤磨削研究
        1.2.2 光学玻璃元件的氧化铈超精密无损伤磨削研究
    1.3 论文的主要研究内容
第二章 氧化铈磨削机理
    2.1 机理研究方法
        2.1.1 机理研究方法
        2.1.2 物相分析原理
    2.2 机理研究实验
        2.2.1 实验条件
        2.2.2 实验方案设计
    2.3 机理实验结果
        2.3.1 组分样品分析
        2.3.2 产物样品分析
    2.4 氧化铈磨削机理
        2.4.1 材料去除模型
        2.4.2 去除阶段划分的解释
    2.5 本章小结
第三章 磨削力及磨削温度
    3.1 磨削力建模
    3.2 磨削力测量试验
        3.2.1 试验条件
        3.2.2 试验方法
        3.2.3 测量数据及处理
    3.3 磨削力模型误差
    3.4 磨削温度建模
    3.5 温度模型应用与分析
        3.5.1 湿磨温度估计
        3.5.2 干磨温度估计
        3.5.3 工艺参数对温度模型的影响
    3.6 本章小结
第四章 氧化铈磨削试验
    4.1 气动磨头磨削试验
        4.1.1 试验方案
        4.1.2 实验工艺
        4.1.3 试验结果
    4.2 杯形砂轮磨削试验
        4.2.1 试验方案
        4.2.2 试验工艺
        4.2.3 试验结果
    4.3 平行砂轮磨削试验
        4.3.1 试验方案
        4.3.2 试验工艺
        4.3.3 试验结果与分析一
        4.3.4 试验结果与分析二
    4.4 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 本文总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]超高速磨削温度的实验研究[J]. 郭力,盛晓敏.  制造技术与机床. 2012(04)
[2]超高速点磨削力数学模型的建立与仿真[J]. 崔立军,庞子瑞.  金刚石与磨料磨具工程. 2011(04)
[3]磨削温度的试验研究[J]. 郭力,严勇.  精密制造与自动化. 2011(01)
[4]石英玻璃的化学机械磨削加工[J]. 仇中军,周立波,房丰洲,椎名刚志,江田弘.  光学精密工程. 2010(07)
[5]单颗金刚石磨粒磨削玻璃的磨削力研究[J]. 黄辉,林思煌,徐西鹏.  中国机械工程. 2010(11)
[6]化学机械抛光技术研究进展[J]. 宋晓岚,李宇焜,江楠,屈一新,邱冠周.  化工进展. 2008(01)
[7]CBN砂轮高速磨削磨削力分力比实验研究[J]. 罗宁,黄红武,宓海青.  厦门理工学院学报. 2007(03)
[8]磨削温度理论研究的现状与进展[J]. 张冬梅,刘传绍,赵波,焦锋,高国富.  工具技术. 2006(05)
[9]磨削温度研究的现状与进展[J]. 汤艳玲,黄辉.  珠宝科技. 2003(04)
[10]求解磨削力的一种数值方法[J]. 樊社新.  金刚石与磨料磨具工程. 2002(03)

硕士论文
[1]硅片软磨料砂轮的磨削性能研究[D]. 金钊.大连理工大学 2009
[2]超高速磨削温度的研究[D]. 张国华.湖南大学 2006



本文编号：3185960