本文關(guān)鍵詞：KDP晶體拋光表面的磁場(chǎng)輔助液體射流清洗技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：磁流變拋光后的KDP晶體表面的殘留物影響晶體的使用性能,晶體軟脆、易潮解、易開裂的特點(diǎn)使其表面殘留物難以去除。本文研究了拋光液和KDP晶體表面之間的吸附機(jī)理,將化學(xué)去除方法和磁場(chǎng)輔助液體射流去除方法結(jié)合起來用于KDP晶體表面清洗,提出了磁場(chǎng)輔助液體射流清洗技術(shù),研制了磁場(chǎng)輔助液體射流清洗裝置。提出了浸泡清洗、液體射流清洗和氣射流吹干的殘留物去除工藝；選擇配制了清洗液,優(yōu)化了清洗工藝參數(shù),有效地去除了KDP拋光晶體表面的殘留雜質(zhì)。研究了KDP晶體拋光表面的雜質(zhì)吸附行為；結(jié)果表明,晶體表面存在殘留拋光基液和固體顆粒,拋光基液以薄膜形式粘附在晶體表面上,大多數(shù)固體顆粒被拋光基液吸附在晶體表面,極少數(shù)顆粒嵌入晶體內(nèi)部；檢測(cè)了磁流變拋光液的成分,結(jié)果表明拋光基液和固體顆粒分別是二乙二醇丁醚和鐵粉。研究了KDP晶體拋光表面與拋光基液間的吸附機(jī)理；結(jié)果表明,兩者間的誘導(dǎo)力、色散力和氫鍵作用所產(chǎn)生的吸附力大于拋光基液的內(nèi)聚力,使拋光基液吸附在KDP晶體表面上；檢測(cè)獲得了殘留液與KDP晶體表面之間的吸附力為5.7×10-5N。研究了KDP晶體拋光表面與鐵粉顆粒間的吸附機(jī)理：結(jié)果表明,鐵粉顆粒在毛細(xì)吸附力作用下粘附在晶體表面上,毛細(xì)吸附力在1.9×10-7-7.7×10-7N之間；嵌入KDP晶體的顆粒所受作用力為毛細(xì)吸附力和嵌入力之和。根據(jù)磁流變拋光后的KDP晶體表面與拋光液的吸附機(jī)理,提出了磁場(chǎng)輔助液體射流清洗方法,研制了清洗裝置。提出了化學(xué)去除方法和磁場(chǎng)輔助液體射流清洗方法相結(jié)合的新清洗方法,建立了浸泡清洗、液體射流清洗和氣射流吹干的殘留物去除工藝。研制了磁場(chǎng)輔助液體射流清洗裝置；設(shè)計(jì)了主軸系統(tǒng)和清洗磁輪,磁輪底部的導(dǎo)流槽將流體垂直向下的沖擊力轉(zhuǎn)變?yōu)檠鼐w表面的水平剪切力。針對(duì)磁場(chǎng)輔助液體射流清洗中浸泡清洗和液體射流兩個(gè)階段,配制了溶解力較大、滲透能力較強(qiáng)的浸泡液,篩選出了對(duì)晶體表面無損傷的射流清洗液。結(jié)果表明,無水乙醇、環(huán)已烷和甲苯作為射流清洗液時(shí),晶體表面殘留顆粒較少。研究了浸泡液和拋光基液的相溶性,確定選擇相溶性較高的無水乙醇和低表面張力的乙醚來配制浸泡液,浸泡液中乙醚的體積分?jǐn)?shù)為30%。研究了環(huán)境濕度、環(huán)境溫度和射流清洗液對(duì)KDP拋光晶體表面潮解和開裂的影響,結(jié)果表明,最佳射流清洗液是環(huán)已烷,環(huán)境濕度應(yīng)低于50%,環(huán)境溫度應(yīng)低于15℃。模擬研究了磁場(chǎng)輔助液體射流過程中的流體速度場(chǎng)和射流壓力作用下的晶體表面應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)和總變形場(chǎng)。結(jié)果表明,速度場(chǎng)中心位置的速度最大,約為2m／S導(dǎo)流槽之間的環(huán)已烷流速大于導(dǎo)流槽位置的速度,呈扇形分布,這表明相鄰導(dǎo)流槽之間區(qū)域內(nèi)的環(huán)已烷的沖蝕動(dòng)能較大,沖擊清洗能力較強(qiáng)。在射流壓力為0.3MPa,靶距為1mm時(shí),晶體表面的拉應(yīng)力值小于其抗拉強(qiáng)度,KDP晶體表面的應(yīng)變場(chǎng)和總變形場(chǎng)的分布均勻,晶體表面最大應(yīng)變?yōu)?.62×10-5,最大變形量為1.56×10-4mm。為磁場(chǎng)輔助液體射流清洗工藝參數(shù)優(yōu)化提供了依據(jù)。研究了磁力與靶距之間的關(guān)系；結(jié)果表明,當(dāng)靶距為0-3mm時(shí),清洗磁輪對(duì)單顆粒鐵粉的吸力大于毛細(xì)吸附力,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了清洗磁輪對(duì)殘留鐵粉的去除作用。實(shí)驗(yàn)研究了磁場(chǎng)輔助液體射流清洗技術(shù)的清洗效果,驗(yàn)證了磁場(chǎng)輔助液體射流清洗裝置的有效性,磁場(chǎng)輔助液體射流清洗技術(shù)能有效去除了KDP晶體拋光表面的殘留雜質(zhì)。建立了KDP晶體拋光表面的殘留顆粒數(shù)量與射流清洗時(shí)間、靶距、射流壓力和清洗磁輪轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系模型。結(jié)果表明,工藝參數(shù)對(duì)殘留顆粒數(shù)量的影響程度為靶距射流清洗時(shí)間射流壓力清洗磁輪轉(zhuǎn)速靶距與射流壓力的交互作用靶距與清洗磁輪轉(zhuǎn)速的交互作用。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了最佳工藝參數(shù)組合；結(jié)果表明,最佳浸泡清洗時(shí)間為30mmin,最佳工藝參數(shù)組合是射流清洗時(shí)間為14mmin,靶距為1.5mm,射流壓力為0.27MPa,清洗磁輪轉(zhuǎn)速為490r／min,有效地去除了KDP晶體拋光表面的殘留雜質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】：KDP晶體 吸附機(jī)理 磁場(chǎng)輔助液體射流清洗 清洗液 工藝參數(shù)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O786;TB490
【目錄】：

• 摘要12-14
• ABSTRACT14-18
• 第1章 緒論18-26
• 1.1 KDP晶體精密加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀18-20
• 1.1.1 KDP晶體特性18
• 1.1.2 拋光技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀18-19
• 1.1.3 磁流變技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀19
• 1.1.4 KDP晶體磁流變拋光技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀19-20
• 1.2 殘留雜質(zhì)與固體表面吸附作用的研究現(xiàn)狀20-23
• 1.2.1 液體與固體表面吸附作用的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.2.2 顆粒物與固體表面吸附力的研究現(xiàn)狀21-23
• 1.2.2.1 鐵粉微顆粒與固體表面間的范德華力計(jì)算21-22
• 1.2.2.2 鐵粉微顆粒與KDP晶體表面間的毛細(xì)吸附力計(jì)算22-23
• 1.3 KDP晶體精加工表面清洗技術(shù)的研究現(xiàn)狀23-24
• 1.3.1 清洗技術(shù)的研究現(xiàn)狀23
• 1.3.2 KDP晶體精加工表面清洗技術(shù)的研究現(xiàn)狀23-24
• 1.4 目前KDP晶體拋光表面清洗技術(shù)研究中存在的問題24
• 1.5 本文研究的目的和意義24-25
• 1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容25-26
• 第2章 KDP晶體拋光表面與殘留物的吸附機(jī)理研究26-37
• 2.1 KDP晶體拋光表面殘留物的檢測(cè)與分析26-29
• 2.1.1 表面殘留物的吸附形式分析26-27
• 2.1.2 拋光基液成分的檢測(cè)與分析27-29
• 2.1.3 殘留物顆粒成分的檢測(cè)與分析29
• 2.2 殘留物與KDP晶體拋光表面的吸附機(jī)理分析29-36
• 2.2.1 拋光基液與KDP晶體拋光表面的吸附機(jī)理30-34
• 2.2.1.1 拋光基液與KDP晶體拋光表面間的范德華力30-31
• 2.2.1.2 拋光基液與KDP晶體拋光表面間的氫鍵作用31-32
• 2.2.1.3 拋光基液與KDP晶體拋光表面間的吸附力計(jì)算32-34
• 2.2.2 殘留鐵粉顆粒與KDP晶體拋光表面的吸附機(jī)理34-36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 第3章 磁場(chǎng)輔助液體射流清洗裝置的研制37-46
• 3.1 KDP拋光晶體表面殘留物的去除方法研究37-38
• 3.1.1 化學(xué)去除方法37
• 3.1.2 磁場(chǎng)輔助液體射流去除方法37-38
• 3.2 磁場(chǎng)輔助液體射流清洗裝置的總體設(shè)計(jì)38-39
• 3.2.1 晶體浸泡38
• 3.2.2 液體射流清洗38
• 3.2.3 氣射流吹干38-39
• 3.3 磁場(chǎng)輔助液體射流清洗裝置的研制39-45
• 3.3.1 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)39-40
• 3.3.2 主軸系統(tǒng)40-42
• 3.3.3 清洗磁輪42-43
• 3.3.4 輔助裝置43-44
• 3.3.4.1 氣動(dòng)隔膜泵43
• 3.3.4.2 清洗槽43-44
• 3.3.4.3 防護(hù)罩44
• 3.3.5 磁場(chǎng)輔助液體射流清洗裝置的集成44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第4章 浸泡液和射流清洗液的配制與選擇46-64
• 4.1 清洗液的初選實(shí)驗(yàn)46-49
• 4.1.1 清洗液的初選46-47
• 4.1.2 試樣制備47-48
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)方案48
• 4.1.4 清洗液對(duì)殘留物的去除效果48-49
• 4.2 浸泡液的配制49-53
• 4.2.1 清洗液與拋光基液的相溶性測(cè)試49-51
• 4.2.2 浸泡液的配比實(shí)驗(yàn)51-53
• 4.3 射流清洗液的選擇53-62
• 4.3.1 環(huán)境濕度和射流清洗液對(duì)KDP拋光晶體表面潮解的影響53-58
• 4.3.1.1 潮解點(diǎn)成分檢測(cè)53-54
• 4.3.1.2 環(huán)境濕度對(duì)晶體表面潮解的影響54-56
• 4.3.1.3 射流清洗液對(duì)晶體表面潮解的影響56-58
• 4.3.2 環(huán)境溫度和射流清洗液對(duì)KDP拋光晶體表面開裂的影響58-60
• 4.3.3 殘留物檢測(cè)60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第5章 KDP拋光晶體表面的磁場(chǎng)輔助液體射流清洗實(shí)驗(yàn)研究64-79
• 5.1 射流清洗速度場(chǎng)的模擬研究64-66
• 5.1.1 射流清洗速度場(chǎng)模擬模型的建立64-65
• 5.1.2 模擬結(jié)果和分析65-66
• 5.2 清洗磁輪磁力去除分析66-69
• 5.2.1 磁力測(cè)試66-68
• 5.2.2 磁輪對(duì)鐵粉顆粒的去除效果驗(yàn)證68-69
• 5.3 浸泡清洗工藝的實(shí)驗(yàn)研究69-70
• 5.4 磁場(chǎng)輔助液體射流清洗實(shí)驗(yàn)研究70-77
• 5.4.1 響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)70-72
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析72-76
• 5.4.2.1 方差分析72-74
• 5.4.2.2 工藝參數(shù)之間的交互作用對(duì)KDP晶體表面殘留顆粒數(shù)量的影響74-76
• 5.4.3 磁場(chǎng)輔助液體射流清洗工藝參數(shù)優(yōu)化76-77
• 5.5 本章小結(jié)77-79
• 結(jié)論與展望79-82
• 參考文獻(xiàn)82-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及獎(jiǎng)勵(lì)87-88
• 致謝88-89
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表89

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  本文關(guān)鍵詞：KDP晶體拋光表面的磁場(chǎng)輔助液體射流清洗技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：429165