石英玻璃超精密磨削加工表面完整性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-12 00:23
石英玻璃具有熱膨脹系數(shù)低、光譜特征良好、電絕緣性高等特性,被廣泛應(yīng)用在航空航天、半導(dǎo)體通訊、激光和電學(xué)裝備等領(lǐng)域。然而傳統(tǒng)的加工方法已經(jīng)滿(mǎn)足不了石英玻璃的應(yīng)用要求,超精密磨削加工具有加工精度高、表面質(zhì)量好、亞表面損傷小、效率高和成本低等優(yōu)勢(shì),越來(lái)越多的應(yīng)用到光學(xué)硬脆材料加工領(lǐng)域。但是磨削過(guò)程不可避免的會(huì)對(duì)石英玻璃表面/亞表面引入一定程度的損傷,使得光學(xué)零件成像質(zhì)量差、穩(wěn)定性低甚至危害到整個(gè)系統(tǒng)的使用安全,必須進(jìn)一步通過(guò)后續(xù)的拋光工藝去除磨削產(chǎn)生的損傷層,磨削工件的表面/亞表面質(zhì)量極大地影響后續(xù)拋光工藝的加工效率。因此,研究石英玻璃超精密磨削的表面完整性對(duì)于分析其材料去除機(jī)理、優(yōu)化磨削工藝具有重要的指導(dǎo)意義。本文利用#400、#1500、#2000和#5000金剛石砂輪,通過(guò)石英玻璃超精密磨削試驗(yàn),研究了砂輪粒度對(duì)石英玻璃磨削表面微觀形貌、表面粗糙度、表面/亞表面損傷特征、亞表面損傷深度和表面力學(xué)特性的影響。通過(guò)對(duì)比不同粒度金剛石砂輪磨削時(shí)的磨粒切削深度和石英玻璃的脆—塑轉(zhuǎn)變深度,分析了不同粒度金剛石砂輪磨削石英玻璃的材料去除機(jī)理。在此基礎(chǔ)上,研究了脆性域磨削石英玻璃的表面粗糙度PV(P...
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 選題背景
1.1.1 石英玻璃的特性、應(yīng)用
1.1.2 石英玻璃的制備工藝
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 石英玻璃的加工方法
1.2.2 表面完整性的檢測(cè)方法
1.3 課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容
2 石英玻璃超精密磨削實(shí)驗(yàn)及表面損傷檢測(cè)
2.1 磨削實(shí)驗(yàn)
2.1.1 實(shí)驗(yàn)樣品
2.1.2 磨床與砂輪
2.2 表面損傷檢測(cè)方法
2.2.1 光學(xué)顯微鏡觀測(cè)
2.2.2 掃描電子顯微鏡觀測(cè)
2.2.3 表面輪廓儀觀測(cè)
2.3 表面損傷檢測(cè)結(jié)果及分析
2.3.1 砂輪粒度對(duì)表面形貌影響
2.3.2 砂輪粒度對(duì)表面粗糙度影響
2.4 本章小結(jié)
3 石英玻璃超精密磨削亞表面損傷檢測(cè)
3.1 亞表面損傷檢測(cè)方法
3.1.1 角度截面顯微觀測(cè)法
3.1.2 透射電子顯微鏡觀測(cè)法
3.2 亞表面損傷檢測(cè)結(jié)果及分析
3.2.1 砂輪粒度對(duì)亞表面損傷深度影響
3.2.2 砂輪粒度與亞表面損傷形式
3.3 損傷層力學(xué)特性分析
3.4 本章小結(jié)
4 材料去除機(jī)理分析與亞表面損傷深度預(yù)測(cè)模型
4.1 材料去除機(jī)理分析
4.1.1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察
4.1.2 理論計(jì)算分析
4.2 亞表面裂紋深度預(yù)測(cè)
4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]光學(xué)元件表面缺陷檢測(cè)方法研究現(xiàn)狀[J]. 向弋川,林有希,任志英. 光學(xué)儀器. 2018(01)
[2]脆性材料亞表面損傷檢測(cè)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王寧昌,姜峰,黃輝,徐西鵬. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(09)
[3]使用霧化液的K9光學(xué)玻璃化學(xué)機(jī)械磨削[J]. 戴恒震,油艷紅,戴智弘,金洙吉. 金剛石與磨料磨具工程. 2016(04)
[4]工件旋轉(zhuǎn)法磨削硅片的磨粒切削深度模型[J]. 高尚,王紫光,康仁科,董志剛,張璧. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(17)
[5]旋轉(zhuǎn)磨削硅片加工應(yīng)力與亞表面損傷的研究[J]. 許善策,曹治赫,王紫光,周平. 金剛石與磨料磨具工程. 2016(03)
[6]固結(jié)金剛石研磨盤(pán)加工藍(lán)寶石基片的磨削性能研究[J]. 林智富,高尚,康仁科,王紫光,耿宗超. 人工晶體學(xué)報(bào). 2016(05)
[7]石英玻璃的熱輔助高效塑性域干磨削[J]. 王偉,姚鵬,王軍,黃傳真,朱洪濤. 光學(xué)精密工程. 2016(01)
[8]磨粒粒徑對(duì)固結(jié)磨料研磨石英玻璃的加工性能影響[J]. 王文澤,李軍,夏磊,王慧敏,朱永偉,左敦穩(wěn). 金剛石與磨料磨具工程. 2015(02)
[9]光學(xué)石英玻璃納米級(jí)加工性能[J]. 郭曉光,翟昌恒,張亮,金洙吉,郭東明. 光學(xué)精密工程. 2014(11)
[10]高效、極致——精密超精密加工技術(shù)的發(fā)展與展望[J]. 楊輝. 航空制造技術(shù). 2014(11)
博士論文
[1]SPS快速燒結(jié)制備含鉍玻璃及其性能研究[D]. 顧士甲.東華大學(xué) 2016
[2]摻鐿石英玻璃及其光子晶體光纖的制備和特性研究[D]. 夏長(zhǎng)明.燕山大學(xué) 2012
[3]單晶硅片超精密磨削加工表面層損傷的研究[D]. 張銀霞.大連理工大學(xué) 2006
[4]固著磨料高速研磨機(jī)理及工件表面質(zhì)量的研究[D]. 田春林.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2005
[5]石英玻璃及原料中羥基的研究[D]. 周永恒.中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院 2002
碩士論文
[1]微晶玻璃超精密磨削表面/亞表面損傷研究[D]. 趙博.大連理工大學(xué) 2016
[2]高純石英原料選擇評(píng)價(jià)及提純工藝研究[D]. 吳逍.西南科技大學(xué) 2016
[3]熔石英玻璃塑性域微銑削工藝基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王亞男.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基體材料對(duì)氧化硅基陶瓷型芯性能的影響[D]. 牛書(shū)鑫.天津大學(xué) 2014
[5]熔石英光學(xué)元件亞表層損傷實(shí)驗(yàn)研究[D]. 郭海濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]顯示屏玻璃加工用樹(shù)脂金剛石研磨盤(pán)的制備及磨削性能研究[D]. 韓雪.湖南大學(xué) 2013
[7]CZT晶體加工表面/亞表面損傷研究[D]. 郎艷菊.大連理工大學(xué) 2008
[8]石英原料中雜質(zhì)的高溫去除方法研究[D]. 洪璐.蘇州大學(xué) 2006
[9]石英玻璃ELID磨削表面質(zhì)量研究[D]. 顧金泉.燕山大學(xué) 2006
本文編號(hào):3029947
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 選題背景
1.1.1 石英玻璃的特性、應(yīng)用
1.1.2 石英玻璃的制備工藝
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 石英玻璃的加工方法
1.2.2 表面完整性的檢測(cè)方法
1.3 課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容
2 石英玻璃超精密磨削實(shí)驗(yàn)及表面損傷檢測(cè)
2.1 磨削實(shí)驗(yàn)
2.1.1 實(shí)驗(yàn)樣品
2.1.2 磨床與砂輪
2.2 表面損傷檢測(cè)方法
2.2.1 光學(xué)顯微鏡觀測(cè)
2.2.2 掃描電子顯微鏡觀測(cè)
2.2.3 表面輪廓儀觀測(cè)
2.3 表面損傷檢測(cè)結(jié)果及分析
2.3.1 砂輪粒度對(duì)表面形貌影響
2.3.2 砂輪粒度對(duì)表面粗糙度影響
2.4 本章小結(jié)
3 石英玻璃超精密磨削亞表面損傷檢測(cè)
3.1 亞表面損傷檢測(cè)方法
3.1.1 角度截面顯微觀測(cè)法
3.1.2 透射電子顯微鏡觀測(cè)法
3.2 亞表面損傷檢測(cè)結(jié)果及分析
3.2.1 砂輪粒度對(duì)亞表面損傷深度影響
3.2.2 砂輪粒度與亞表面損傷形式
3.3 損傷層力學(xué)特性分析
3.4 本章小結(jié)
4 材料去除機(jī)理分析與亞表面損傷深度預(yù)測(cè)模型
4.1 材料去除機(jī)理分析
4.1.1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察
4.1.2 理論計(jì)算分析
4.2 亞表面裂紋深度預(yù)測(cè)
4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]光學(xué)元件表面缺陷檢測(cè)方法研究現(xiàn)狀[J]. 向弋川,林有希,任志英. 光學(xué)儀器. 2018(01)
[2]脆性材料亞表面損傷檢測(cè)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王寧昌,姜峰,黃輝,徐西鵬. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(09)
[3]使用霧化液的K9光學(xué)玻璃化學(xué)機(jī)械磨削[J]. 戴恒震,油艷紅,戴智弘,金洙吉. 金剛石與磨料磨具工程. 2016(04)
[4]工件旋轉(zhuǎn)法磨削硅片的磨粒切削深度模型[J]. 高尚,王紫光,康仁科,董志剛,張璧. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(17)
[5]旋轉(zhuǎn)磨削硅片加工應(yīng)力與亞表面損傷的研究[J]. 許善策,曹治赫,王紫光,周平. 金剛石與磨料磨具工程. 2016(03)
[6]固結(jié)金剛石研磨盤(pán)加工藍(lán)寶石基片的磨削性能研究[J]. 林智富,高尚,康仁科,王紫光,耿宗超. 人工晶體學(xué)報(bào). 2016(05)
[7]石英玻璃的熱輔助高效塑性域干磨削[J]. 王偉,姚鵬,王軍,黃傳真,朱洪濤. 光學(xué)精密工程. 2016(01)
[8]磨粒粒徑對(duì)固結(jié)磨料研磨石英玻璃的加工性能影響[J]. 王文澤,李軍,夏磊,王慧敏,朱永偉,左敦穩(wěn). 金剛石與磨料磨具工程. 2015(02)
[9]光學(xué)石英玻璃納米級(jí)加工性能[J]. 郭曉光,翟昌恒,張亮,金洙吉,郭東明. 光學(xué)精密工程. 2014(11)
[10]高效、極致——精密超精密加工技術(shù)的發(fā)展與展望[J]. 楊輝. 航空制造技術(shù). 2014(11)
博士論文
[1]SPS快速燒結(jié)制備含鉍玻璃及其性能研究[D]. 顧士甲.東華大學(xué) 2016
[2]摻鐿石英玻璃及其光子晶體光纖的制備和特性研究[D]. 夏長(zhǎng)明.燕山大學(xué) 2012
[3]單晶硅片超精密磨削加工表面層損傷的研究[D]. 張銀霞.大連理工大學(xué) 2006
[4]固著磨料高速研磨機(jī)理及工件表面質(zhì)量的研究[D]. 田春林.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2005
[5]石英玻璃及原料中羥基的研究[D]. 周永恒.中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院 2002
碩士論文
[1]微晶玻璃超精密磨削表面/亞表面損傷研究[D]. 趙博.大連理工大學(xué) 2016
[2]高純石英原料選擇評(píng)價(jià)及提純工藝研究[D]. 吳逍.西南科技大學(xué) 2016
[3]熔石英玻璃塑性域微銑削工藝基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王亞男.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基體材料對(duì)氧化硅基陶瓷型芯性能的影響[D]. 牛書(shū)鑫.天津大學(xué) 2014
[5]熔石英光學(xué)元件亞表層損傷實(shí)驗(yàn)研究[D]. 郭海濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]顯示屏玻璃加工用樹(shù)脂金剛石研磨盤(pán)的制備及磨削性能研究[D]. 韓雪.湖南大學(xué) 2013
[7]CZT晶體加工表面/亞表面損傷研究[D]. 郎艷菊.大連理工大學(xué) 2008
[8]石英原料中雜質(zhì)的高溫去除方法研究[D]. 洪璐.蘇州大學(xué) 2006
[9]石英玻璃ELID磨削表面質(zhì)量研究[D]. 顧金泉.燕山大學(xué) 2006
本文編號(hào):3029947
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/huaxuehuagong/3029947.html
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