半球蓝宝石整流罩制造技术研究

整流罩在高速飞行中既要对空气进行整流,同时又起光学窗口的作用。蓝宝石材料硬度高,加工非常困难。分别从精磨模、精磨磨料、抛光膜层、抛光辅料、机床速度和压力等方面介绍了一种加工蓝宝石整流罩的工艺方法。     

ZK、ZF、ZBaF、LaK光学玻璃的腐蚀与防护

ＺＫ、ＺＦ、ＺＢａＦ、ＬａＫ等光学玻璃在抛光过程中及抛光下盘以后的腐蚀问题,长期以来一直影响着这些光学玻璃零件的加工质量和生产效率。通过对光学玻璃在抛光过程中稳定性课题的研究和生产实验,研制并筛选出比较理想的光学玻璃抛光添加剂;即在这些化学稳定性差的光学玻璃抛光液中,添加适当的ｐＨ值调节剂及表面稳定剂,减少了ＺＫ、ＺＦ、ＺＢａＦ、ＬａＫ等系列化学稳定性差的光学玻璃在抛光过程中的腐蚀问题,显著提高了抛光表面质量和合格率,并进一步提高了光学玻璃零件加工的效率和效益及其工艺技术水平     

红外导引头整流罩技术研究

从材料选择和整流罩设计两方面,介绍了如何解决高速红外导引头整流罩问题.针对高速红外成像导引头使用环境的要求,分析了整流罩材料选择应考虑的因素.通过比较材料的透过率、硬度、抗弯强度和热膨胀等性能参数,得出尖晶石是较理想的高速导弹整流罩材料,其机械性能和光学性能良好,易于制备,并已取得成功应用;红外玻璃特别适合大尺寸和复杂形状制备.为了减小整流罩气动加热效应,分析了解决气动加热问题的途径,提出可通过镀金刚石膜、信号处理、共形设计等技术来减小影响,并简要介绍共形整流罩设计原理和制造.     

添加剂在固着磨料抛光中的作用

本文通过实验说明采用固着磨料抛光不同玻璃材料的光学零件时,在抛光液(水)中有选择的加入适量添加剂,可使抛光效率提高0.2～1倍多,并能改善零件表面粗糙度.     

光学玻璃加工技术的方向

一、光学玻璃的加工技术在过去的十多年中,在玻璃光学零件的加工方面研究了许多新技术,并在工厂中得到了稳定的应用。例如,高速抛光、刚性模成盘加工、金刚石精磨片或聚氨脂抛光层等的采用,生产率与以前相比,得到了大幅度地提高。玻璃加工技术,与本世纪中期的一般生产技术水平相比较,不能不说是相当落后的。以零件材料加工速度作例子来看,那时期金属切削速度或磨削速度,在对数座标图上几乎以直     

光学元件精密加工中的磁流变抛光技术工艺参数

为了充分掌握磁流变抛光中磁场强度、浸入深度、抛光轮转速、磁流变液水分含量等工艺参数对抛光结果的影响规律,以期提高元件的面形精度和表面的质量,在研究了磁流变抛光材料的去除数学模型的基础上,结合实验室的PKC100-P1型抛光设备,对上述的关键工艺参数分别进行了研究,设置了一系列的实验参数,进行了详细的实验探索,分析了单因素条件下材料的去除量以及元件表面质量同关键工艺参数的内在联系,得出了相应影响关系曲线。从关系曲线表明:工艺参数对抛光斑的去除效率以及被加工元件表面质量存在着明显的影响规律,掌握这些影响关系就能用于分析和优化磁流变加工的结果,为高精度光学表面的加工提供可靠的保障,同时实验的结果也很好地验证了磁流变抛光材料去除理论的正确性。     

散粒磨料系列抛光液的正确应用

本文介绍了抛光什么类型的玻璃应该在抛光液中添加什么类型的添加剂,并用表的形式给出了具体应用的结果。同时也对什么类型的玻璃,抛光液的pH 值应控制在什么范围才能使被加工零件表面质量最佳进行了介绍。     

用环形拋光模抛光非球面

用维诺库尔分析过的环形抛光模改成一种非球面高速抛光模,对环形抛光模的数学模式作了进一步阐明,以探讨整个工件表面抛光的均匀性。叙述了环形抛光模的制造方法。讨论了磨削的非球面零件直接抛光的实验结果。     

高速抛光中工艺因素与抛光速率的关系

本文总结了采用球面零件作为试件,在高速抛光机床上进行抛光液浓度、酸碱度、抛光液温度、流量、机床转速和抛光压力等工艺因素与抛光速率之间的关系的实验。     

各种工艺因素对固着磨料抛光的影响

<正> 一、前言在光学加工技术中,一种全新的抛光方法——固着磨料抛光,已引起光学行业的普遍关注。其原因,是在于这种抛光方法,具有效率高、质量好、成本低和污染小等优点,特别是对中等尺寸、中等精度,批量生产的光学零件十分适合。为改变光学零件制造技术中落后的抛光工艺,提高经济效益,将起重要作用。固着磨料抛光是依赖于固着在抛光模中的磨料去完成抛光任务。在抛光的全过程中,抛光液中不需添加抛光粉,因而不同于传统的散粒磨料抛光方法。影响固着磨料抛光效果的工艺因素很多,诸如:机床参数、抛光模、玻璃材料、抛光液和加工时间等。因此,开展对以上各方面工作的研究,是必要和有意义的。这对合理选择各     

表面划痕中残余抛光颗粒对材料热损伤特性的影响

建立了高功率激光辐照下光学表面存在划痕且残存抛光颗粒时的热损伤分析模型,对这种复杂缺陷条件下的光学材料热损伤性能进行了研究。利用有限差分法计算了不同尺度抛光颗粒处于划痕中不同位置时光学材料表面的光场调制和温度场的分布。根据表面温度分布,得到了对应条件下光学材料的热损伤阈值变化规律。结果表明:除了抛光颗粒半径对材料损伤阈值存在影响外,当抛光颗粒位于划痕宽度方向不同位置时,材料的热损伤阈值也会有比较明显的变化;当位于划痕中心时,抛光颗粒对材料光场调制最强,更容易造成材料的熔化损伤。     

无损伤超光滑LBO晶体表面抛光方法研究

传统的抛光LBO晶体的方法是选用金刚石抛光粉在沥青抛光盘上抛光。沥青盘易于变形不容易修整,金刚石粉特别硬容易损伤抛光晶体表面。抛光过程中,抛光盘和抛光粉的选择是非常重要的,直接影响到抛光效率和最终的表面质量。新的抛光LBO晶体的方法,其抛光过程是一个化学机械过程,抛光盘、抛光粉和抛光材料相互作用。选用两种抛光盘(培纶和聚氨酯盘),三种较软的抛光磨料(CeO2,Al2O3和SiO2胶体),并在LBO晶体的(001)面进行抛光实验。用原子力显微镜测量和分析了表面粗糙度。结果表明,使用聚氨酯盘和SiO2胶体能够获得无损伤超光滑的LBO晶体表面,其表面粗糙度的RMS为0.3nm。     

小工具数控抛光对元件表面中频误差的匀滑研究

数控抛光已被广泛应用于光学元器件的加工制造,而抑制元件表面中频误差是加工过程中一项十分重要的内容。基于Presston方程对数控小工具抛光盘去除函数进行了建模,得到了理论化的去除函数表达式。结合去除函数,在参数化匀滑模型基础上通过建立多参数的时变理论模型,表明元件表面中频误差是随抛光过程呈指数型收敛的,其收敛效率取决于材料参数、体积去除率等抛光工艺参数。对理论模型的匀滑曲线进行了模拟分析,实现了不同工艺条件下的匀滑效率的对比。结果表明:在不同抛光盘材料的匀滑过程中,材料系数越大,其整体匀滑效率越高。同样,抛光盘体积去除率越大,对表面误差的匀滑效率也会越高。进行了一组空间周期分别为3,5,7 mm的波纹误差的匀滑实验,其结果表明,在相同的抛光参数下,具有较大空间频率的波纹匀滑效率会更高,收敛曲线下降得更快。最后对比了不同材料抛光盘匀滑效率,从实验上证实了沥青盘在波纹匀滑效率上远高于聚氨酯材料的抛光盘。     

超光滑加工的后置处理算法研究

为了精确控制超光滑加工过程中磨头的运动轨迹,从而实现光学元件材料去除的均匀稳定,研究了超光滑加工的后置处理算法。分析了超光滑加工工艺的特点和相应的超光滑机床的机械结构,建立了机床的坐标系统,构造了机床的运动学模型。对于光学元件母线为任意平面曲线的情况,研究了磨头运动轨迹的等误差直线逼近算法。在曲率半径为290mm,相对口径为1∶2.9的凹球面上进行了超光滑加工实验。结果表明,利用所述算法可以精确地控制磨头的运动轨迹,从而保证材料去除的稳定性。     

碳化硅表面硅改性层的磁介质辅助抛光

为了实现碳化硅表面硅改性层的精密抛光,获得高质量光学表面,对磁介质辅助抛光技术进行研究。设计了适合碳化硅表面硅改性层抛光的磁介质辅助抛光工具,并对抛光工具的材料去除函数进行研究。针对材料去除函数的特性,对数控磁介质辅助抛光的驻留时间算法进行了研究。采用磁介质辅助抛光技术对碳化硅表面硅改性层平面样片进行了抛光实验。经过一次抛光迭代,碳化硅样片表面硅改性层的面形精度(均方根)由0.049λ收敛到0.015λ（λ=0.6328 μm）,表面粗糙度从2 nm改善至0.64 nm。实验结果表明基于矩阵代数的驻留时间算法有效,磁介质辅助抛光适合碳化硅表面硅改性层加工。     

Inhibitors for organic phosphonic acid system abrasive free polishing of Cu

Organic phosphonic acid system abrasive free slurry for copper polishing is developed in our earlier work. Since material removal rate is too high to be applied as precision polishing slurry for copper, inhibitors are needed. Experiment results also show us that the most commonly used inhibitor benzotriazole is unsuitable for this abrasive free slurry, and then another kind of compound inhibitors for this organic phosphonic acid system abrasive free slurry are developed. The compound inhibitors, consisting of ascorbic acid and ethylene thiourea, can control the material removal rate and also reduce surface roughness. XPS results show that, in the compound inhibitors, ascorbic acid participates in the surface chemical reaction, forms passivating layer on copper surface and helps to control the material removal rate. Corrosion current calculated from polarization curve is consistent with material removal rate. Ethylene thiourea contributes to the reduction of surface roughness, which can be indicated by the peak shape change of S_2p in XPS results.     

Mechanical effects of polishing pad in copper electrochemical mechanical deposition for planarization

ECMD (electrochemical mechanical deposition) process consists of a traditional ECP (electrochemical plating) mechanism and a mechanical component. That is, this technique involves both electrochemical plating and mechanical sweeping of the material surface by the polishing pad. The mechanism of the ECMD process may be achieved through two mechanisms. The first mechanism may be the electrochemical plating on the surface where mechanical sweeping of polishing pad does not reach, and the second mechanism may be that the plating rate in the area that is mechanically swept may be reduced by the polishing pad. In this study, the effects of the mechanical component were investigated through various polishing pad types and hole ratios. In comparison to various polishing pad types using the manufactured the ECMD system, the plating rate and WIWNU (within wafer non-uniformity) using the experimental non-pore polishing pad were better than those of the experiments using other polishing pads.     

基于六自由度机构平台实施自由曲面确定性抛光

工具定位精度和工艺合理性规划是影响自由曲面表面高质量制造的主要因素。研究了立足计算机控制的确定性制造概念。借助于多自由度机构平台,采取点对点的材料去除方式,针对具有非平缓变化曲率或陡度的自由曲面表面,设计工具结构、规划抛光路径,实施快速均匀抛光,为构建自由曲面计算机控制制造专家系统提供了支撑。     

Polishing nanodiamonds

The results of polishing (using suspensions of nanodiamonds (NDs) produced by detonation synthesis at different plants) of the surfaces of 23 solid materials having different chemical compositions, production processes, structure, electronic properties, hardness, reactivity, and application are described. Atomic force microscopy is used to compare the roughness of these surfaces with the surfaces of such materials subjected to polishing with diamond synthetic micropowders (of grades 1/0, 0.25/0, 0.1/0) and to chemical-mechanical polishing (CMP) with amorphous colloid silica. Stable ND suspensions are shown to cause a number of effects, namely, polishing, scratching, plastic flow of surface layers, and CMP. The aggregative state of solid particles is shown to be of importance. Polishing with NDs is found to be accompanied by mechanical nanoscratching, which can be leveled by the introduction of certain etchants into an ND suspension. The use of amorphous nanoparticles is the only technique that does not induce deformation in the surface layer of a material.