隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展,對具有復雜型面的太空望遠鏡反射鏡的面形精度和表面質量要求越來越高,需求量也越來越大。反應燒結碳化硅（RB-SiC）因其優(yōu)異的物理、化學和機械性能成為大口徑反射鏡的主要材料之一。由于RB-SiC中硅相和SiC相存在硬度差異,必須對表面進行非晶硅改性后才能通過拋光獲得超光滑表面。研究新的超光滑表面拋光方法,解決現有的超光滑表面拋光方法存在的拋光效率低、成本高和表面異常腐蝕等問題,對于大口徑RB-SiC反射鏡的超精密加工具有重要的意義。本研究提出一種應用新型水性粘彈性拋光流體的內循式超光滑表面拋光方法,基于拋光流體的流變性和壁面滑移特性研究,建立了流體本構方程,優(yōu)選了流體配方和拋光工藝參數,實現了單晶硅和非晶硅的超光滑表面拋光。研制出了以吸水樹脂與增稠劑復配水凝膠為載體的水性粘彈性拋光流體,證明了該拋光流體具有爬桿效應和擠出脹大現象,拋光流體中的磨粒不發(fā)生沉降,穩(wěn)態(tài)粘度隨著剪切速率先增大后減小;通過觀測拋光流體的微觀形貌,發(fā)現流體表面分布了大量磨粒,內部是三維網狀結構;拋光流體的流變性實驗研究發(fā)現流體的動態(tài)粘彈特性隨著吸水樹脂濃度的增大而增大,隨著磨粒的質量分數增大而... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：103 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１化學機械拋光示意圖［ｉ２】??

１．２．３離子束觸??離子束拋光是１９８８年由ＷＵｓｏｎ等人首先提出，是與傳統加工方法在原理上??完全不同的偉大技術革新。拋光原理如圖１－３所示，在真空中，高能離子束轟擊??到被加工的工件表面，使工件原子獲得掙脫晶格束縛能的能量，材料實現去除。??離子束拋光對工件初始表面質量有一定的要求，材料去除函數接近高斯型［２２］，但??是其拋光設備昂貴，加工尺寸受限。盂曉輝［２３］采用離子束拋光方法對航天相機中??使用的非球面光學元件進行三輪拋光，其面形精度從初始的ＰＶ＝１．３０２入、??ＲＭＳ＝０．２〇ａ?提高至?ＰＶ＝０．１５７Ａ、ＲＭＳ＝０．０１３？ｕ?滿足?了使用要求。??離子槍—＼＼２原子??圖１－３離子束拋光形式示意圖??１．２．４磁流變拋光??磁流變液是最早由Ｗ．Ｉ．Ｋｏｒｄｏｎｓｋｉ與Ｉ．Ｖ．Ｐｒｏｋｈｏｒｏｖ等人用在離合器、緩震器??等上，磁流變拋光的原理如圖１－４所示。磁流變拋光液由泵噴在拋光輪與工件之??間有高強度梯度磁場的工作區(qū)域，磁流變拋光液受到磁場的影響粘度增大，表現??４??

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【參考文獻】：
期刊論文
[1]航天相機非球面光學元件的離子束拋光工藝研究[J]. 孟曉輝,王永剛,李文卿.  航天制造技術. 2016(06)
[2]CeO2納米粒子拋光液分散穩(wěn)定性及其化學機械拋光特性研究[J]. 陳廣林,劉德福,陳濤,佘亦曦.  表面技術. 2016(11)
[3]SiO2/PEG200剪切增稠液體的制備及粘度性能分析[J]. 李婷,祝振威,汪澤幸,李洪登.  成都紡織高等專科學校學報. 2016(04)
[4]剪切增稠拋光磨料液的制備及其拋光特性[J]. 李敏,袁巨龍,呂冰海.  光學精密工程. 2015(09)
[5]凝膠結合劑超細金剛石磨粒工具的制備及應用[J]. 陸靜,羅求發(fā),宋運運,胡光球,徐西鵬.  機械工程學報. 2015(15)
[6]流體磨料光整加工理論與技術的發(fā)展[J]. 高航,吳鳴宇,付有志,郭東明.  機械工程學報. 2015(07)
[7]基于oldroyd-B本構模型的磨料流加工壁面滑移仿真分析[J]. 劉月普,董志國,軋剛.  現代制造工程. 2014(08)
[8]非牛頓流體材料在工業(yè)領域的應用與展望[J]. 彭巖,呂冰海,紀宏波,孫磊,董晨晨,袁巨龍.  輕工機械. 2014(01)
[9]凝膠結合劑磨粒工具制備及其磨拋性能研究[J]. 徐西鵬,劉娟,于怡青,陸靜.  機械工程學報. 2013(19)
[10]反射鏡材料的選擇及SiC反射鏡的應用[J]. 唐惠東,孫媛媛,李龍珠,譚壽洪.  江蘇陶瓷. 2011(03)

博士論文
[1]大口徑非球面磁流變加工的關鍵技術研究[D]. 李龍響.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2016
[2]離子束拋光大口徑非球面去除模型與工藝研究[D]. 唐瓦.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2016
[3]磁流變拋光液的研制及去除函數穩(wěn)定性研究[D]. 白楊.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2015
[4]磨料流加工的切削機理及加工工藝的研究[D]. 董志國.太原理工大學 2012
[5]300mm硅片化學機械拋光設備及其關鍵技術研究[D]. 王彩玲.大連理工大學 2010

碩士論文
[1]微晶玻璃方孔的超精密加工技術研究[D]. 李雄.山東大學 2018
[2]黃原膠/瓜爾膠復配及其硼砂交聯溶液的流變性研究[D]. 范亮姣.山東大學 2017
[3]航空葉輪的磨料流加工模擬分析及可行性研究[D]. 朱建輝.大連理工大學 2013
[4]基于有限元方法的磨料流加工數值模擬研究[D]. 趙培鋒.太原理工大學 2011
[5]磨料流拋光機及其工藝參數研究[D]. 趙秋樂.重慶大學 2011
[6]聚合物熔體流變特性試驗研究[D]. 孫秀偉.大連理工大學 2008



本文編號：3278872