本文關(guān)鍵詞： KDP晶體 微水霧 溶解 平坦化機(jī)理 去除函數(shù)　出處：《大連理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：KDP晶體(主要成分KH2PO4)因其優(yōu)越的非線(xiàn)性光學(xué)性能和較好的機(jī)械性能被廣泛的應(yīng)用于慣性約束核聚變中。但KDP晶體具有質(zhì)軟、易潮解、強(qiáng)各向異性和對(duì)溫度變化敏感等特性,同時(shí)具有較高的使用要求,使其成為公認(rèn)的難加工材料之一。目前KDP晶體超精密加工最理想的方法是單點(diǎn)金剛石切削技術(shù),但加工后會(huì)產(chǎn)生小尺度波紋和亞表面損傷等問(wèn)題,影響其使用性能,因而相繼發(fā)展處磁流變拋光、無(wú)磨料水溶解拋光和離子束拋光等近乎無(wú)損傷的加工方式,但仍存在后續(xù)清理和加工效率低等問(wèn)題。本文基于KDP晶體易溶于水的特性,提出了KDP晶體微水霧溶解拋光新方法,該方法選用超聲霧化微水霧為拋光介質(zhì),并結(jié)合計(jì)算機(jī)數(shù)控光學(xué)表面成型(CCOS)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了試驗(yàn)研究。本文主要進(jìn)行了如下工作：根據(jù)KDP晶體的溶解特性,通過(guò)水滴溶解腐蝕試驗(yàn),揭示了KDP晶體微水霧溶解拋光的局部平坦化機(jī)理,并提出了微水霧溶解拋光的基本原理。微水霧顆粒作用在KDP晶體表面時(shí),會(huì)在晶體表面形成一薄液滴層,使晶體材料被迅速溶解,并在交界處形成一近飽和溶液層,可有效的抑制晶體的進(jìn)一步溶解；同時(shí)在拋光墊和晶體間摩擦力作用下,晶體表面高點(diǎn)材料被去除,新的表面露出,繼續(xù)被溶解去除,而低點(diǎn)材料因?yàn)轱柡腿芤簩拥拇嬖诘靡粤舸?隨著表面高低峰的差值逐漸減小,表面實(shí)現(xiàn)平坦化。根據(jù)局部平坦化機(jī)理,并結(jié)合CCOS技術(shù),提出了KDP晶體微水霧溶解拋光基本原理,建立了KDP晶體微水霧溶解拋光試驗(yàn)系統(tǒng)。以?huà)伖庵薪?jīng)典Preston方程為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)拋光工具進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,建立了微水霧溶解拋光KDP的去除函數(shù)模型和駐留時(shí)間函數(shù)模型。通過(guò)拋光工藝參數(shù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著微水霧氣體水含量的提高材料去除率增大,但表面粗糙度會(huì)先減小后增大；隨著拋光壓力和拋光速度的增大材料去除率增大,而表面粗糙會(huì)隨拋光壓力的增加先增大后減小,隨拋光速度的增大而減小。工件的初始表面質(zhì)量也對(duì)拋光后晶體表面質(zhì)量有較大影響,在其他工藝參數(shù)相同條件下,初始表面越光滑越容易得到低表面粗糙的表面。據(jù)此,在兼顧拋光后的表面質(zhì)量和加工效率的同時(shí),論文給出了合理可行的微水霧發(fā)生量、氣壓力,以及拋光轉(zhuǎn)速的使用范圍。并通過(guò)對(duì)工藝參數(shù)的合理選擇,可使粗加工后的晶體表面平面度降低約40%,達(dá)到64.945μm,表面粗糙度降低約64%,達(dá)到76.4nm rms,證明了KDP晶體微水霧溶解拋光方法的可行性。
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【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ131.13;O786

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1505639