發(fā)布時間：2017-08-23 18:07

  本文關(guān)鍵詞：液體約束微大氣等離子體區(qū)域選擇性拋光的研究

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【摘要】：隨著微結(jié)構(gòu)表面的應(yīng)用越來越廣泛,人們對加工具有高效超光滑表面的光學(xué)元件提出了更高的要求。然而,傳統(tǒng)的機械研磨拋光不僅會對工件的表面及亞表面造成損傷,表面質(zhì)量也很難達到要求。大氣等離子體拋光是利用等離子體與工件表面材料的化學(xué)作用去除材料,可以降低粗糙度值,不會造成表面破壞和亞表層損傷,理論上是解決微結(jié)構(gòu)表面光學(xué)元件高精度、高效率制造的有效途徑。等離子體加工中存在加工區(qū)域分辨率低的問題,由于等離子體的空間擴散,其加工范圍約為等離子體炬口徑的2~5倍,面形精度較低。因此本文提出了在工件表面覆蓋一層液體膜,等離子體只有“吹開”液體膜才能與工件接觸反應(yīng),依靠液體的約束來實現(xiàn)區(qū)域選擇性加工。本文根據(jù)提出的液體約束理論在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改進了等離子發(fā)生裝置,并且對其進行多相流流場仿真,證明提出的加工方法在理論上的可行性。選擇不同的液體來約束等離子體,約束的方法有兩種,分別依據(jù)物理原理和化學(xué)原理。兩種約束方法分別實驗,然后觀察實驗結(jié)果,并分析兩種方式的可行性。實驗發(fā)現(xiàn)液蠟約束加工可以實現(xiàn)定區(qū)域加工,在多次實驗后,分析了液蠟約束的加工面型曲線,并對實驗的可控性進行了驗證。分析了不同工藝參數(shù)對實驗的影響程度和去除量的變化規(guī)律,并且和無約束加工進行了對比,闡述了液體約束對加工分辨率和面形精度的提高,說明了液蠟約束對表面質(zhì)量的影響。在大量實驗的基礎(chǔ)上,選擇惰性氣體流量、加工功率和約束直徑等工藝參數(shù)進行實驗規(guī)劃。將實驗結(jié)果進行處理,建立去除函數(shù)模型,利用數(shù)學(xué)軟件擬合出其與三個工藝參數(shù)的關(guān)系。然后進行了驗證實驗,結(jié)果表明,擬合出的函數(shù)表達式可以較準(zhǔn)確的描述預(yù)測結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：大氣等離子體 液體約束 熔石英 工藝參數(shù) 去除函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH74
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 研究背景8
• 1.2 本課題的研究目的及意義8-9
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析9-14
• 1.3.1 超光滑表面加工方法的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3.2 大氣等離子體拋光的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.3 研究動態(tài)分析13-14
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 大氣等離子體加工系統(tǒng)原理及改進16-30
• 2.1 系統(tǒng)原理16-20
• 2.1.1 等離子體的物理化學(xué)特性16-17
• 2.1.2 等離子體加工表面的反應(yīng)機理17-18
• 2.1.3 大氣等離子體加工系統(tǒng)簡介18-20
• 2.2 等離子炬的改進設(shè)計20-24
• 2.2.1 加工原理的改進20-21
• 2.2.2 原系統(tǒng)等離子體炬的加工21-22
• 2.2.3 新炬的設(shè)計22-24
• 2.3 氣液固多相流建模仿真24-29
• 2.3.1 FLUENT軟件的介紹25-26
• 2.3.2 平板電極放電的仿真26-27
• 2.3.3 同軸電極放電炬的仿真27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 液體約束等離子體加工實驗驗證30-53
• 3.1 實驗方案的設(shè)計30-31
• 3.2 以水為約束液體時的加工實驗31-35
• 3.2.1 平板電極放電加工實驗31-34
• 3.2.2 同軸電極炬射流放電實驗34-35
• 3.2.3 水膜約束實驗加工中存在的問題和結(jié)論35
• 3.3 以液體石蠟為約束的加工實驗35-40
• 3.3.1 液體石蠟的簡介36
• 3.3.2 液體石蠟約束實驗36-39
• 3.3.3 液體石蠟約束加工實驗機理說明39-40
• 3.4 液蠟約束實驗可控性驗證40-43
• 3.4.1 短時可重復(fù)性實驗40-41
• 3.4.2 小擾動穩(wěn)定性試驗41-43
• 3.5 液體約束加工中去除量的變化43-47
• 3.5.1 定約束直徑時去除量隨時間變化特性43-46
• 3.5.2 定時變約束直徑時去除量的變化特性46-47
• 3.6 液體約束對加工質(zhì)量的影響47-51
• 3.6.1 液體約束對加工分辨率的影響47-50
• 3.6.2 液體約束加工對表面質(zhì)量的影響50-51
• 3.7 本章小結(jié)51-53
• 第4章 去除函數(shù)模型的建立與驗證53-62
• 4.1 工藝參數(shù)的選擇53-54
• 4.2 實驗方案的設(shè)計54-56
• 4.3 去除函數(shù)公式的擬合56-60
• 4.3.1 擬合方法57-59
• 4.3.2 公式擬合59-60
• 4.4 公式驗證60-61
• 4.5 誤差分析61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻64-69
• 致謝69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 孫靜;康琳;劉希;趙少奇;吉爭鳴;吳培亨;郝西萍;;反應(yīng)離子刻蝕與離子刻蝕方法的研究與比較[J];低溫物理學(xué)報;2006年03期

2 陳明君,李旦,董申,郭彥偉;光學(xué)非球曲面器件塑性域的超精密加工方法[J];高技術(shù)通訊;2000年10期

3 高宏剛，曹健林，陳斌，馬月英，張俊平，王占山，陳星旦;浮法拋光原理裝置及初步實驗[J];光學(xué)精密工程;1995年01期

4 陳楊,陳建清,陳志剛;超光滑表面拋光技術(shù)[J];江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年05期

5 秦惠芳，王世容，丁百全，朱炳辰;醫(yī)用液體石蠟油的物性數(shù)據(jù)測定及估算[J];天然氣化工;1999年03期

6 李寶貴;熊昌友;李成貴;張慶榮;;超光滑表面加工方法[J];制造技術(shù)與機床;2006年06期

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本文編號：726486