連續(xù)位相板(Continuous Phase Plate,CPP)是具有微米級幅值、毫米級空間周期的復(fù)雜微結(jié)構(gòu)曲面,能夠調(diào)制慣性約束激光聚變裝置中高能激光束的焦斑分布,提高靶材輻照均勻性,是實(shí)現(xiàn)熱核聚變的關(guān)鍵光學(xué)元件之一。然而,面形結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、硅基光學(xué)玻璃材料的硬脆性等給CPP超精密加工帶來了巨大挑戰(zhàn)。大氣等離子體加工技術(shù)是一種基于刻蝕反應(yīng)的非接觸式加工方法,具有去除速率高、空間加工分辨率高的優(yōu)勢,能夠?qū)崿F(xiàn)CPP曲面結(jié)構(gòu)的快速、高精度成形加工。但純化學(xué)刻蝕的本質(zhì)使得大氣等離子體加工技術(shù)存在惡化表面質(zhì)量的問題,通�？墒箳伖獗砻娲植诙壬咧翑�(shù)十納米,這就制約了其在CPP加工領(lǐng)域的應(yīng)用。為此,本文提出了CPP大氣等離子體加工與氣囊拋光組合加工技術(shù)。其中,大氣等離子體加工用于大體積量材料去除,實(shí)現(xiàn)CPP曲面結(jié)構(gòu)的高效成形加工;氣囊拋光用于等離子體加工后表面的微量材料去除,實(shí)現(xiàn)CPP曲面結(jié)構(gòu)的表面超光滑。本文將通過研究大氣等離子體加工的曲面生成原理和氣囊拋光CPP曲面結(jié)構(gòu)的保形超光滑規(guī)律,為CPP組合加工奠定理論基礎(chǔ)并提供工藝支撐。首先搭建了六軸聯(lián)動大氣等離子體加工裝備。在此基礎(chǔ)上,基于等離子...

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來源及研究背景
        1.1.2 研究的目的及意義
    1.2 大氣等離子體加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微波等離子體加工技術(shù)
        1.2.2 電感耦合等離子體加工技術(shù)
        1.2.3 電容耦合等離子體加工技術(shù)
        1.2.4 等離子體加工溫度相關(guān)問題研究現(xiàn)狀
    1.3 氣囊拋光去除特性的研究現(xiàn)狀
    1.4 大氣等離子體加工相關(guān)組合工藝的研究現(xiàn)狀
    1.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡析
    1.6 主要研究內(nèi)容
第2章 連續(xù)位相板大氣等離子體加工溫度場特性研究
    2.1 引言
    2.2 大氣等離子體加工系統(tǒng)搭建
        2.2.1 容性耦合等離子體加工系統(tǒng)基本構(gòu)成
        2.2.2 大氣等離子體加工裝備的搭建
    2.3 大氣等離子體加工的能量傳遞過程分析
        2.3.1 大氣等離子體放電能量耦合機(jī)制分析
        2.3.2 大氣等離子體放電能量傳遞過程仿真模型
        2.3.3 大氣等離子體加工體系能量傳遞過程分析
    2.4 長時間大氣等離子體加工的工件溫度場建模
        2.4.1 工件表面溫度場預(yù)測模型
        2.4.2 預(yù)測模型的標(biāo)定及驗(yàn)證
    2.5 連續(xù)位相板加工過程溫度場特性分析
        2.5.1 全局溫度場特性分析
        2.5.2 局部溫度場特性分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 連續(xù)位相板大氣等離子體加工非線性算法研究
    3.1 引言
    3.2 大氣等離子體加工去除函數(shù)時變特性導(dǎo)致的加工誤差分析
        3.2.1 時變?nèi)コ瘮?shù)模型的建立
        3.2.2 非線性加工誤差分析
    3.3 時變?nèi)コ瘮?shù)的駐留時間非線性求解算法
        3.3.1 體積去除量控制的基本方法
        3.3.2 非線性求解算法的數(shù)學(xué)模型
        3.3.3 非線性求解算法的仿真驗(yàn)證
    3.4 非線性求解算法的特性分析
        3.4.1 適用條件分析
        3.4.2 抗干擾特性分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 連續(xù)位相板曲面結(jié)構(gòu)氣囊拋光保形能力研究
    4.1 引言
    4.2 連續(xù)位相板曲面結(jié)構(gòu)保形拋光分析
        4.2.1 光學(xué)曲面保形拋光類型分析
        4.2.2 氣囊拋光技術(shù)特征分析
    4.3 微結(jié)構(gòu)曲面氣囊拋光過程建模
        4.3.1 工件表面相對速度計(jì)算
        4.3.2 氣囊與工件接觸建模及驗(yàn)證
    4.4 一維正弦曲面拋光特性仿真分析
        4.4.1 拋光過程仿真分析方案設(shè)計(jì)
        4.4.2 表面相對速度分析
        4.4.3 拋光過程接觸特性分析
        4.4.4 峰谷處接觸壓力差分析
    4.5 一維正弦曲面保形拋光實(shí)驗(yàn)研究
        4.5.1 保形拋光實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        4.5.2 拋光后面形變化特性分析
        4.5.3 拋光后面形PV變化規(guī)律
    4.6 微結(jié)構(gòu)曲面氣囊拋光保形能力驗(yàn)證
        4.6.1 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果歸納分析
        4.6.2 保形拋光規(guī)律總結(jié)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.7 本章小結(jié)
第5章 連續(xù)位相板組合加工特性分析及驗(yàn)證
    5.1 引言
    5.2 組合加工中工件表面形貌研究
        5.2.1 等離子體加工中表面形貌演變規(guī)律
        5.2.2 等離子體刻蝕形貌的超光滑拋光過程
        5.2.3 組合加工中表面化學(xué)成分分析
    5.3 組合加工技術(shù)的面形加工精度研究
        5.3.1 等離子體加工面形精度分析
        5.3.2 氣囊拋光對面形精度的影響
        5.3.3 典型連續(xù)位相板加工驗(yàn)證
    5.4 大口徑連續(xù)位相板組合加工研究
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3825676