本文關鍵詞：LBO晶體非水基拋光液固結磨料拋光的基礎研究　出處：《南京航空航天大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：LBO(LiB3O5,三硼酸鋰)晶體具有優(yōu)異的非線性光學性能,在全固態(tài)激光器、慣性約束聚變、激光顯示等領域具有關鍵地位和廣泛應用。然而,LBO晶體具有質軟、性脆、微潮解等特性,加工難度大,其表面質量直接關系到倍頻器件的使用性能,進而影響高質量的激光輸出。本文首次提出非水基拋光液固結磨料拋光LBO晶體特定晶面(θ=90°,φ=13.8°),開展的主要研究工作和結果如下:(1)對比三種固結磨料研磨墊修整方式,并對LBO晶體特定晶面的研磨工藝進行優(yōu)化。確定先游離碳化硅修整再用油石修整,可高效修復研磨墊的切削作用,并有效減少研磨劃傷。研磨壓力28 kPa時獲得的工件表面粗糙度Sa值達9.25 nm,材料去除率為481 nm/min。(2)優(yōu)選合適硬度的固結磨料拋光墊及其磨料類型,采用單因素法分步優(yōu)化酸性水基拋光液中pH調節(jié)劑的種類和pH值,研究拋光液化學環(huán)境對LBO晶體特定晶面的作用機制。檸檬酸最具合適的化學活性,乳酸、草酸、醋酸次之。隨著檸檬酸水基拋光液pH值的增大,表面粗糙度Sa值先下降后上升,pH=5.0時,LBO晶體獲得最低的表面粗糙度Sa值0.32 nm,表面光滑無損傷,并保持材料去除率366 nm/min。(3)優(yōu)選非水基拋光液的溶劑,采用單因素法優(yōu)化拋光液中化學添加劑的組分及其濃度。隨著化學添加劑濃度的增大,添加乳酸、雙氧水和去離子水的酒精基拋光液獲得的表面粗糙度Sa值都先下降后上升,并分別在濃度25 vol.%、5 vol.%、15 vol.%時獲得最佳表面質量,材料去除率基本都呈上升趨勢。(4)采用正交實驗法綜合優(yōu)化非水基拋光液和工藝參數對拋光質量的影響:拋光壓力是首要因素;乳酸和雙氧水分別起到腐蝕和緩蝕作用,但需要低濃度的去離子水提供合適的電離環(huán)境。正交實驗獲得的最優(yōu)方案為去離子水濃度16 vol.%、拋光壓力21 kPa、乳酸濃度22 vol.%和雙氧水濃度5 vol.%,可高質量實現LBO晶體特定晶面的非水基拋光,表面粗糙度Sa值達0.62 nm,材料去除率為392 nm/min。
[Abstract]:LBO (LiB3O5, three lithium borate) crystal has excellent nonlinear properties, in all solid state laser, ICF, laser display and other fields has a key position and widely used. However, LBO crystal has a soft, brittle, micro deliquescence characteristics, processing difficulty, the surface quality is directly related to the use of performance a frequency doubling device, thereby affecting laser output of high quality. This paper first proposed the non aqueous polishing liquid fixed abrasive polishing of LBO crystal specific crystal plane (theta =90 degrees, =13.8 degrees, phi) the main research work and results are as follows: (1) comparison of three kinds of fixed abrasive pad dressing, and the specific LBO crystal the crystal surface of the grinding process were optimized. Then determine the first free silicon carbide dressing oilstone dressing, cutting action efficient repair grinding pad, and effectively reduce the grinding scratches. The surface of the workpiece grinding pressure obtained at 28 kPa roughness Sa value of 9. 25 nm, the material removal rate is 481 nm/min. (2) fixed abrasive polishing pad and abrasive type selecting suitable hardness, step-by-step optimization type and pH acidic water-based slurry pH value regulator using single factor method of polishing liquid chemical environment of LBO crystal specific crystal surface mechanism of citric acid. The most chemical activity suitable, lactic acid, oxalic acid and acetic acid. With the increase of citric acid water-based slurry pH, surface roughness Sa value decreased first and then increased, pH=5.0, LBO crystal to obtain the lowest surface roughness Sa value 0.32 nm, smooth surface without damage, and keep the material removal rate of 366 nm/min. (3) preferred non aqueous slurry solvent, the composition and concentration of chemical additives optimum polishing liquid in single factor method. With the increase of the concentration of lactic acid, chemical additives, alcohol based surface polishing liquid hydrogen peroxide and deionized water to obtain the surface roughness Sa Values are decreased and then increased, and were in a concentration of 25 vol.%, 5 vol.%, 15 vol.% to obtain the best surface quality, material removal rate increased. (4) by using orthogonal experimental method, comprehensive optimization effect of water-based polishing liquid and process parameters on the polishing quality: polishing pressure is the primary factor; lactic acid and hydrogen peroxide respectively as corrosion and corrosion inhibition, but low concentration of deionized water to provide a proper environment for the optimal solution. The ionization orthogonal experiment obtained deionized water concentration was 16 vol.%, the polishing pressure of 21 kPa, 22 vol.% concentration of lactic acid and hydrogen peroxide concentration of 5 vol.%, can achieve high quality LBO crystal crystal face specific non water-based polishing. The surface roughness Sa value of 0.62 nm, the material removal rate is 392 nm/min.

【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG580.6

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本文編號：1391865