聚焦超聲換能器的使用特點(diǎn),提出了一種新型磨料流拋光加工方法,即采用凹球殼聚焦超聲振動(dòng)的方式在拋光液中產(chǎn)生聚焦磨料流拋光光學(xué)材料。先對(duì)聚焦超聲振動(dòng)換能器的聲壓場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量,證明了聲壓場(chǎng)具有顯著的聚焦特性,其中聲壓的值出現(xiàn)在焦距90 mm處;然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),利用該裝備對(duì)碳化硅試件進(jìn)行了拋光。結(jié)果表明:這一方法可以對(duì)光學(xué)材料進(jìn)行拋光處理,不僅可以降低表面粗糙度和提高表面質(zhì)量,而且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的磨料水射流拋光系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單,沒(méi)有管路、噴嘴損耗等。

產(chǎn)品用途分析：珍珠巖磨料主要用于電視機(jī)玻殼、電腦顯示屏、光學(xué)玻璃儀器及玻璃工藝飾品的拋光。在某些計(jì)算機(jī)顯示屏生產(chǎn)中，為了降低顯示屏表面的反光度，保護(hù)操作人員的視力，需要對(duì)顯示屏玻殼表面進(jìn)行打磨。電腦顯示屏玻殼的摩氏硬度一般在6.8一7.0之間，珍珠巖的摩氏硬度為5一6，硬度中等，非常適于玻殼的研磨。將珍珠巖磨料加到玻屏表面在打磨機(jī)上施加一定的壓力，與砂紙一起對(duì)玻屏表面進(jìn)行機(jī)械打磨，使玻殼表面的光澤度達(dá)到適當(dāng)?shù)某潭取！局行艗伖饽チ稀酷愪X石榴石(YAG)是一種應(yīng)用廣泛的硬脆難加工材料,其拋光過(guò)程工藝復(fù)雜、效率低。固結(jié)磨料拋光技術(shù)具有平坦化能力優(yōu)、對(duì)工件形貌選擇性高、磨料利用率高等優(yōu)點(diǎn)。試驗(yàn)采用固結(jié)磨料拋光YAG晶體,研究固結(jié)磨料墊的基體硬度和金剛石磨粒尺寸對(duì)YAG晶體的材料去除率和表面質(zhì)量的影響。結(jié)果表明:當(dāng)基體硬度適中為Ⅱ、金剛石磨粒尺寸3～5μm時(shí),固結(jié)磨料拋光YAG晶體效果優(yōu),其材料去除率為255 nm/min,表面粗糙度S_a值為1.79 nm。

藍(lán)寶石具有高硬度（莫氏硬度9）、優(yōu)異的耐腐蝕性以及良好的光學(xué)和機(jī)械性能,因此廣泛應(yīng)用于固態(tài)激光器,精密抗摩擦軸承,紅外窗口,半導(dǎo)體芯片基板等高科技領(lǐng)域。隨著科技迅猛的發(fā)展,對(duì)藍(lán)寶石表面平整度要求越來(lái)越高,而化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）是目前普遍的表面加工技術(shù),是公認(rèn)的可以實(shí)現(xiàn)全局平坦化拋光方法,所以用化學(xué)機(jī)械拋光對(duì)藍(lán)寶石表面的超精密拋光成為研究的熱點(diǎn)。在CMP中,拋光漿料和拋光磨料扮演著重要角色,對(duì)藍(lán)寶石的拋光質(zhì)量有直接的影響。本文研究了將氧化鋁磨料分散于硅溶膠中獲得了穩(wěn)定性及拋光性能均較好的拋光漿料。采用均相沉淀法制備出粒徑分別為320nm、500nm、1.0μm左右的球形氧化鋁磨料,采用直接沉淀法制備出粒徑320nm的不規(guī)則形貌的氧化鋁磨料,并將不同粒徑、形貌的氧化鋁對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行拋光,得出粒徑為1.0μm的球形氧化鋁具有較佳的拋光效果。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）等手段對(duì)樣品的形貌、物象等進(jìn)行表征。通過(guò)Zeta電位對(duì)拋光漿料的分散穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè),通過(guò)原子力顯微鏡（AFM）對(duì)藍(lán)寶石拋光前后的表面粗糙度進(jìn)行檢測(cè)。主要結(jié)果如下:將氧化鋁磨料分散在硅溶膠中,體系的穩(wěn)定

隨著光學(xué)、光電子學(xué)及數(shù)碼產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展，K9玻璃已在諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于K9玻璃屬于硬脆材料，在加工過(guò)程中極易發(fā)生脆性破壞，傳統(tǒng)加工技術(shù)難以獲得超光滑高質(zhì)量的表面。近年來(lái)，固結(jié)磨料化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)以其工藝可控性強(qiáng)、加工效率高、加工成本低以及綠色環(huán)保等一系列優(yōu)點(diǎn)受到越來(lái)越多的關(guān)注。本文采用顯微硬度方法分析了化學(xué)機(jī)械研拋中研拋液對(duì)K9玻璃表層硬度的影響，采用失重法對(duì)固結(jié)磨料研拋K9玻璃的材料去除過(guò)程中的機(jī)械與化學(xué)作用進(jìn)行了分離，利用正交實(shí)驗(yàn)的方法研究分析了各加工參數(shù)對(duì)K9玻璃研磨和拋光的材料去除率及三維輪廓表面粗糙度影響，優(yōu)化K9玻璃的研磨拋光工藝。本文所完成的主要工作和研究成果如下：（1）研究了研拋液對(duì)K9玻璃的化學(xué)作用采用去離子水和研拋液分別浸泡K9玻璃，測(cè)量并比較浸泡后K9的維氏硬度和壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度，根據(jù)所測(cè)數(shù)值進(jìn)一步計(jì)算出K9玻璃表面生成的變質(zhì)層厚度，驗(yàn)證了研拋液對(duì)K9玻璃的化學(xué)作用和變質(zhì)層厚度隨浸泡時(shí)間的變化規(guī)律。研究表明：研拋液對(duì)K9玻璃有比較劇烈的化學(xué)作用，可以在K9玻璃表面形成變質(zhì)層，隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)變質(zhì)層的厚度逐漸增加但增加趨勢(shì)逐漸減緩