超光滑加工
浮法抛光超光滑表面加工技术

浮法抛光超光滑表面加工技术摘要浮法抛光技术第一显现于日本,是加工超光滑表面的先进技术之一。
本文介绍用浮法抛光加工超光滑表面的机械结构和加工过程,与传统的沥青抛光方法进行比较,分析材料去除机理。
最后简单介绍我国研究浮法抛光技术的进展。
正文一、浮法抛光技术的产生与现状光学零件的加工差不多包括切割成型、研磨、抛光三道工序;最终的光学表面质量由抛光决定,因此抛光是最重要的工序。
通常高质量光滑表面的抛光是以沥青或纤维等弹性材料作磨盘,配以抛光液或研磨膏来达到技术要求。
近年来,光学及微电子学极大地推动了光学加工技术的进展。
大规模或超大规模集成电路对所用基片(通常为硅、锗等材料)的表面精度提出了专门高的要求;短波段光学的进展专门是强激光技术的显现,对光学元件表面粗糙度的要求极为苛刻。
表面粗糙度低于1nm rms的超光滑表面加工技术已成为光学及微电子学基础技术领域的重要课题。
靠传统的体会依靠性的光学加工方法是不能满足日益进展的光学、电子学要求的。
国内外已有许多科学家在探究加工高精度超光滑表面的各种技术。
一样原子直径小于0.3nm,而超光滑表面微观起伏的均方根值为几个原子的尺寸,因此实现超光滑表面加工的关键在于实现表面材料原子量级的去除。
1997年,日本大坂大学的难波义治教授发明了浮法抛光(Float Polishing)加工超光滑表面技术。
通过使用这项技术,可使刚玉单晶的平面面形达到λ/20,表面粗糙度低于1nm Rz。
1987年的研究报告说明,使用浮法技术进行多种材料的抛光实验,对φ180mm的工作,能够达到表面粗糙度优于o.2nm rms,平面度优于λ/20=0.03μm。
目前在日本,浮法抛光技术应用专门广泛,专门是用于录音机、录像机或运算机的磁头生产;每年有2500万个磁头确实是采纳这项技术制造的。
近年来,德国也在研究类似抛光技术。
德国Ulm大学的欧威(O. Weis)研究说明,对白宝石材料的φ7mm的工件进行抛光,30分钟后达到表面粗糙度小于0.05nm的结果。
精密车削过程中难点分析

精密车削过程中难点分析李金玉北京京煤集团三河综合厂个人简历精密车削过程中难点分析摘要:精密切削加工选用的背吃刀量极小(几微米甚至小于1微米),因此切削力及温度对加工精度的影响不容忽视。
关键词:精密机床进给量背吃刀量温度在长时间试切过程中,对于切削用量、刀具几何参数、工件材质等因素对表面粗糙度的影响较为重视,而往往忽视了切削力对表面粗糙度的二次影响。
因此,减小切削力对表面粗糙度的影响已成为精密切削领域一个亟待解决的重要问题。
其次,温度对加工也有不可忽视的影响。
一、引言经过近些年的不断发展,精密机床的加工性能已达到相当高的水平。
由于精密切削加工选用的背吃刀量极小(几微米甚至小于1微米),因此切削力对加工精度的影响不容忽视。
在精密切削中,由于金刚石刀具的切削刃具有钝圆半径,因此前刀面被分为平面和圆柱面两部分(圆柱面部分均为负前角)。
当选用不同的背吃刀量时,刀具前刀面的两个部分在切削过程中所起作用和所占比重也各不相同。
以前刀面圆弧部分为主要工作部分时,其单位切削面积所受切削力比以平面部分为主要工作部分时大得多,切削层越薄,单位面积所受切削力越大。
切削力对被加工工件的尺寸和形状精度、加工表面粗糙度、加工变质层和刀具耐用度等均具有直接或间接影响。
在长时间试切过程中,对于切削用量、刀具几何参数、工件材质等因素对表面粗糙度的影响较为重视,而往往忽视了切削力对表面粗糙度的二次影响。
因此,减小切削力对表面粗糙度的影响已成为精密切削领域一个亟待解决的重要问题。
其次,温度对加工也有不可忽视的影响。
本文通过精密车削,研究了各切削参数对切削力的影响规律。
二、精密车削条件1、精密机床拿HCM-I型精密车床来说,机床工作台由直流伺服电机驱动,进给分辨率0.01μm;采用空气静压主轴(回转精度±0.1μm);导轨部件采用可抗温度干扰的花岗岩材料,空气导轨直线度误差0.13μm/100mm;采用空气弹簧作为减振、隔振系统;机床固有频率:水平方向≤1.12Hz,垂直方向≤2Hz。
蓝宝石晶片纳米级超光滑表面加工技术研究

蓝宝石晶片纳米级超光滑表面加工技术研究蓝宝石晶片具有广泛的应用领域,包括光电子、生物医学、光学和电子等。
而如何获得高质量的蓝宝石晶片是一个关键问题,其中,蓝宝石晶片的表面光滑度是一个重要的指标。
本文将介绍一种纳米级超光滑表面加工技术,以提高蓝宝石晶片的光学和电子性能。
首先,我们将讨论蓝宝石晶片表面加工的传统方法。
传统的表面加工方法包括机械抛光和化学机械抛光。
机械抛光是最常见的方法,但其加工过程存在一些问题,如无法满足高精度要求、易引入表面缺陷和不均匀性等。
化学机械抛光可以解决机械抛光的一些问题,但仍存在一些局限性,如难以控制表面质量和无法实现纳米级光滑度。
近年来,一些新颖的表面加工技术在蓝宝石晶片的制备中得到了广泛关注,其中之一是离子束光刻(IBT)技术。
该技术利用高能离子束轰击蓝宝石晶片表面,通过离子碰撞和表面扩散等效应,消除表面缺陷并改善表面质量。
根据实验结果,使用离子束光刻技术可以实现纳米级光滑度,但其加工速度相对较慢,且在一些应用中存在较高的成本。
另一种有前景的加工技术是激光磨削技术。
该技术利用高能激光束照射蓝宝石晶片表面,通过激光与晶片表面的相互作用,使晶片表面材料发生熔融和蒸发,从而达到去除表面缺陷和提高表面光滑度的目的。
激光磨削技术具有加工速度高、适用于各种材料和无需后续抛光等优点。
然而,由于激光磨削技术中的热应力会导致蓝宝石晶片的热损伤,因此该技术在蓝宝石晶片的加工中仍面临一些挑战。
为了克服传统加工方法和新技术的局限性,我们提出了一种纳米级超光滑表面加工技术,结合离子束光刻和激光磨削技术的优点。
该技术的基本步骤如下:首先,利用离子束光刻技术对蓝宝石晶片表面进行初步处理,消除表面缺陷并提高表面质量。
接下来,利用激光磨削技术对初步处理后的蓝宝石晶片进行进一步加工,达到纳米级超光滑表面的目的。
在加工过程中,需要控制激光功率、照射时间和扫描速度等参数,以实现最佳的加工效果。
实验结果表明,该纳米级超光滑表面加工技术可以显著提高蓝宝石晶片的表面质量。
精密研磨与抛光(精密加工)

表面平滑
在抛光过程中,工件表面逐渐被 磨平,最终达到镜面或高度平滑
的效果。
表面改性
在抛光过程中,工件表面可能会 发生物理或化学变化,如表面层 晶格结构的变化或表面化学成分
的改变。
抛光工艺参数
压力
抛光压力是影响抛光效果的重要参数,压力过大会导致工件表面 损伤,过小则抛光效率低下。
02
精密研磨技术
研磨材料
01
02
03
04
刚玉
常用作研磨材料,具有高硬度 和耐磨性,适用于硬材料的研
磨。
碳化硅
具有高硬度和高韧性,适用于 研磨硬而脆的材料。
氧化铝
具有较好的韧性和耐磨性,适 用于研磨软材料和中等硬度的
材料。
天然磨料
如河砂、海砂等,可用于粗研 磨和抛光。
研磨机理
切削作用
研磨材料表面上的磨粒在压力作 用下切入工件表面,切削出微小
智能化的发展
智能检测与监控系统
通过引入传感器和智能化检测技术,实现对 研磨与抛光过程的实时监测和数据采集,提 高加工过程的稳定性和可靠性。同时,通过 数据分析与处理,优化加工参数,提高加工 效率和表面质量。
自动化生产线
通过集成机器人、自动化设备和智能化管理 系统,构建自动化生产线,实现研磨与抛光 过程的自动化和连续化生产。这将大幅提高 生产效率,降低人工成本,提升企业竞争力
总结词
高分子材料的研磨与抛光是实现高分子材料表面高精度和高光洁度的重要手段。
详细描述
高分子材料的研磨与抛光主要采用金刚石、刚玉等硬质材料作为磨料,通过研磨、抛光等工艺去除高 分子材料表面的凸起和划痕,以提高其表面质量和性能。高分子材料的研磨与抛光广泛应用于塑料、 橡胶、涂料等领域。
硬脆材料的超光滑高平面度抛光工艺

硬脆材料的超光滑高平面度抛光工艺1 前言硬脆材料如白宝石单晶、微晶玻璃等以其优良特性得到广泛的应用。
微晶玻璃用于如天文望远镜、光学透镜、火箭和卫星的结构材料等,而且也可作标准米尺;白宝石以其良好的透光性和耐磨性等特点用于激光器的反射镜和窗口、异质外延生长的半导体材料或金属材料的基片等。
对硬脆材料进行超精密加工方法的研究,将进一步扩大其应用范围并提高其使用性能。
由于微晶玻璃中无数微小品粒的存在、白宝石硬度高,都认为很难得到超光滑高平面度的表面。
通常的光学抛光机都是动摆式的,即工件相对于磨盘既转动,又沿一定的弧线摆动:工件在抛光的同时也不断地修整抛光模。
但是,当抛光参数设定时,工件和抛光模的面形始终处于非收敛的变化中,即面形朝凹或凸的方向单调改变,不断检查面形,修改抛光参数,对操作员的技术水平要求很高。
我们使用中国航空精密机械研究所研制的超精密研磨机CJY—500进行实验。
其上下主轴均为液体静压主轴,还能够实现研磨盘的超精密车削,平面度小于lμm/φ500,用高精度的研磨盘来保证高精度的工件,勿需抛光中工件对其修整。
当工件与锡磨盘定偏心、同方向、同转速运动时工件表面的材料去除相同,而且工件各点在研磨盘周光滑高平面度的表面奠定了基础。
2 数学模型抛光实验装置如图1所示。
抛光是上盘(工件)、下盘(锡磨盘)相对运动的过程。
首先建立平面去除和运动轨迹的数学模型。
2.1 平面去除的数学模型影响研磨和抛光的因素很多,如压力、时间、速度、抛光波、温度等。
到目前为止,被人们普遍接受的表面材料去除的数学模型是Preston方程:dR/dt=kpv……(2—1)式中k:与被加工材料、工艺参数等有关的系数:p:表面上某一点在t瞬时与研具间的压力;v:该点在t瞬时与工具间的相对运动速度。
DR/dt:单位时间内材料去除量;为了预测研抛试验中材料去除量与运动形式的关系,对(2—1)做如下假设:(1)材料的去除量仅由工件与研具的相互作用引起。
目前常用的超光滑表面加工方法

目前常用的超光滑表面加工方法,是由传统的研磨抛光加工技术改进而来的,如浴法抛光、浮法抛光等,此类方法材料去除率低,也能够达到亚纳米量级的表面粗糙度,但很难避免机械接触式抛光对工件表面带来的亚表面损伤和加工变质层。
各种基于新原理的抛光方法逐渐被提出,如离子束抛光、等离子体辅助化学抛光、液体喷射抛光、磁流变抛光、化学机械抛光和弹性发射加工等。
其中日本大阪大学学者发明的弹性发射加工方法利用工件材料与磨料之间发生固相反应实现原子级材料去除,被认为是获得最高表面质量的加工方法,可以达到RMS 0.1nm 的表面粗糙度,但其加工效率很低,并且设备复杂,维护成本高。
纳米颗粒射流抛光是借鉴了弹性发射加工的去除原理的一种超光滑表面加工方法,结合数控技术可以实现光学零件纳米级粗糙度、无表面损伤的精确抛光,但仍然存在抛光效率不高的问题。
光学元件的加工一般都需要三大基本步骤:铣磨、精磨和抛光,其中铣磨和抛光是最主要的两道工序。
抛光的目的是在去除表面破坏层的同时精修面形。
现行的抛光理论认为抛光是三种作用的结果:磨料与工件之间的机械磨削、抛光液的化学作用和工件表面的热流动。
这些理论对于超光滑表面加工已经不完全适用,基于新原理的超光滑表面加工方法不断涌现。
液体喷射抛光技术:液体喷射抛光技术(Fluid Jet Polishing, FJP)是近几年提出的用于加工脆性材料光学元件的新方法。
液体喷射抛光技术系统如图1-4 a)所示,其思想源于磨料射流加工技术,高压泵加速混有磨料粒子的抛光液,利用磨料粒子对工件表面材料的冲击和剪切作用实现材料去除。
该方法通过控制液体喷射的压力、方向及驻留时间实现对工件面形的定量修正。
加工机床本体纳米颗粒胶体液流动压空化射流抛光要实现对非球面的加工,因此,抛光的机床应具有X,Y,Z,A,C 五轴联动的功能。
在转台上安装喷射头部分,通过控制转台的沿Z 轴上下运动和沿A 轴的摆动实现喷射距离和喷射角的变化。
超光滑表面加工技术

2.浮法抛光
热力学理论认为,固体最稳定态是绝对零度时的理想 晶体,此时其内能最低 ,各原子间结合能相 同。实际 上的固体 ,其每一面层都存在晶格缺陷。固体的相 互作用缘于其存在晶格缺陷的结构。物体表面原子 间的结合能正 比于该原子周围的同等原子数 目,换 言之,不同面层原子因其位置而有不同的结合能。具 体到被抛光工件而言 ,其外表层原子数显然少于内 部各面层原子数,这样外表层原子间的结合力就比其 主体内部的原子弱。同样的道理,外表层原子的结合 能不是一致均匀分布的。这就是说外表面层的原子 比内部原子容易去除。
超光滑表面检测技术
临界角法变位测量
光学式微小变位传感器是应用临界角检查焦点误差的方法 来测量表面粗糙度。
当工件表面位于物镜的焦点位置时,通过物镜的反射光成 为平行光束入射到临界角棱镜上。因为棱镜的反射面与光 线成临界角,因此两个光电二极管接受相同的反射光能而 使差动放大器的输出为零。 当把工件移到焦点的左右时,通过物镜的光线就成为发射 或会聚光入射到临界角棱镜上,结果使两个光电二极管上 接受的光能量不等,差动放大器就会产生模拟的变位输出。
超光滑表面检测技术
测量方法:
优点:所有仪器有很高的纵向和横向的分辨率
接触法
缺点:接触被测表面,易造成表面划伤
优点:利用干涉、散射原理测量,不接触表面
非接触法
缺点:有些仪器测量精度不够
超光滑表面检测技术
TOPO—3D粗糙度测量仪 ZYGO5500超精密表面粗糙测量仪 临界角法变位测量
超光滑表面检测技术
3
4
5
2
1.液槽 2.抛光液 3.搅拌器 4.抛光盘 5.工件
1
1.浴法抛光
2.浮法抛光
FP是日本大阪大学南波教授为加工抛光磁头 材料在1977年提出的。该方法已经获得表面 粗糙度Rq<0.1nm超光滑表面,是目前超光 滑表面加工技术中,工件表面粗糙度最小的 方法。
高精度角度光学元件超光滑表面的加工和检测技术分析

高精度角度光学元件超光滑表面的加工和检测技术分析摘要:本文简要概括高精度角度光学元件超光滑表面的基本特征,再介绍古典法、磁流变抛光技术、气囊抛光技术三种高精度角度光学元件超光滑表面加工技术,同时详细阐述激光辅助显微镜检测、白光干涉仪检测、原子力显微镜形貌检测三种高精度角度光学元件超光滑表面检测技术,为光学元件研究人员提供参考。
关键词:高精度角度;光学元件;超光滑表面;加工技术;检测技术引言:高精度角度光学元件在很多领域都需要使用,所以如何保持光学元件的表面光滑度成为主要问题。
随着时代的发展,光学元件超光滑表面的精度和角度要求越来越高,传统的光学元件加工和检测技术已经无法满足需求,因此无论是光学元件的加工技术还是检测技术都在不断优化和进步。
1高精度角度光学元件超光滑表面的基本特征高精度角度光学元件表面的散射特性和粗糙度低才符合超光滑表面的定义,其中光学元件的表面粗糙度在1纳米RA以下,而且面形精度较高、粗糙度较低的表面才能成为超光滑表面。
除此之外,高精度角度光学元件超光滑表面对其疵病和损伤程度还有要求,具体可以参考GB/T 1185-2006零件表面疵病标准。
光学元件的表面残余加工应力小,而且晶体表面无错位且结构完整,同样属于超光滑表面的特征。
2高精度角度光学元件超光滑表面的加工技术2.1古典法高精度角度光学元件超光滑表面加工技术中古典法是最具有代表性的一种,该加工技术属于手工抛光方法,其原理与机械、相对运动、化学和热表面流动均有关。
古典法光学元件超光滑表面加工技术利用抛光盘去除表面的微量材料,提高光学元件表面的光滑度,从而使其符合高精度角度光学元件超光滑表面的特征。
古典法光学元件超光滑表面加工技术使用的抛光盘材料为聚氨酯和柏油,当抛光盘在机械设备的带动之下进行旋转,只需要将光学元件放置在抛光盘上面保持左右摆动,即可让抛光盘相对光学元件做旋转,最后即可完成表面的抛光,从而提高光学元件表面的光滑度。
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一、超光滑表面加工技术 现代科学技术的不断发展对超光滑表面的需求越来越多。
所谓的超光滑表面通常是指表面粗糙度小于10Å(rms)的表面,与之相应的加工技术就称为超光滑表面加工技术。
目前是,超光滑表面的应用主要集中在两个方面:一是一强激光、短波等为代表的工程光学领域。
二是以磁记录头、大规模集成电路基板等器件为主的电子工业领域。
近年来,超光滑表面加工已成为加工领域争先发展的热点。
1.1超光滑表面加工概述 超光滑表面加工技术从某中意义上讲是一种“超级”抛光技术。
抛光是超光滑表面加工的关键环节。
传统的抛光机理认为抛光是磨料对工件的机械磨削、工件表面的热流动、抛光液的化学作用共同作用的结果。
然而,对于超光滑表面加工这一理论就不完全实用了。
现今,超光滑表面加工技术种类很多,很难用同一中理论来加以解释。
然而,从已有技术的材料去除方式来看可大致有以下特点:(1)以机械磨削去除为注的超光滑表面加工技术。
(2)采用化学方法进行表面去除,实现无破坏层超光滑表面加工。
(3)以物理“碰撞”方法将工件以原子量级去除,实现超光滑表面加工。
2.2几种超光滑表面加工技术的介绍1、浴法抛光 浴法抛光(bowel-feed polishing)是已有超光滑表面加工技术中所需设备较为简单的一种。
它的特点是:抛光过程中液槽使抛光盘和工件浸没于抛光液中,抛光液的深度以静止时淹没工件10~15mm为宜;另有搅拌器,它能是抛光液处于悬浮状态。
浴法抛光加工超光滑表面可分为两个阶段:(1)获取较高面形。
这一过程类似与传统抛光的面形修改。
(2)获得超光滑表面。
当选好的磨料、保持抛光盘与工件面形吻合等也是获得超光滑表面的重要因素。
几种材料的浴法抛光的结果材 料磨 料粗糙度/ÅF4Al2O3(超级--Sol 200A)10BK-76Duran50硼硅酸玻璃5.3Herasil 熔石英5.5Homosil 熔石英3.3晶体石英4.4Zerldur M2.52、聚四氟乙烯抛光 聚四氟乙烯(Teflon)抛光最先是由澳大利亚国家计量实验室(NML)为加工Fabry-Perot干涉仪所用高精度光学元件而提供的。
聚四氟乙烯抛光盘具有抗老化、耐磨损、可长时间保持面形等优点,既可用于传统抛光又可用于浴法抛光可用于。
其关键在于抛光盘的制作。
抛光盘的制作可分为如下三步:(1)基底的准备。
选择一块膨胀系数较小的材料。
(2)抛光层的制作。
先在基底上涂一层增强结合层,然后再涂一层聚四氟乙烯抛光层即可。
(3)抛光盘的修整。
并用样板或干涉仪检测。
值得一提的是,在用聚四氟乙烯抛光盘进行超光滑表面加工加工过程中,由于磨削量小,工件均应先用传统方法初抛光到1~2波长的面型。
此外,不同的材料选用与之相匹配的磨料以及控制好设备的震动、工件运动的平稳性等也非常重要。
目前,该技术已在许多材料,甚至与氟化钙、铌酸锂、硅等特殊材料上加工出了超光滑表面。
用Teflon抛光盘加工的一些材料的情况材 料磨 料粗糙度/ÅF4CeO24.1Al2O3(超级--Sol 200A)浴法抛光7.6BK-7CeO26.9Al2O3特殊超级--Sol,浴法抛光Duran50硼硅酸玻璃CeO27Al2O3特殊超级--Sol,浴法抛光Herasil 熔石英CeO24.3Al2O3(超级--Sol 200A)浴法抛光Homosil 熔石英CeO24Al2O3特殊超级--Sol,浴法抛光晶体石英Al2O3特殊超级--Sol,浴法抛光2.3Zerldur MCeO24.3Al2O3特殊超级--Sol,浴法抛光氧化镁SiO2,浴法抛光6.3TiO2,浴法抛光氟化钙SiO2,浴法抛光8.3铌酸锂SiO2,浴法抛光10.3硅SiO2,浴法抛光12.3Al2O3特殊超级--Sol,浴法抛光13.3 注:未注明抛光方式则为传统抛光。
3、浮法抛光 浮法抛光是以锡盘为抛光盘,采用浴式抛光方式的加工方法。
它是一种非接触式抛光方法,机床主轴转动的精度要求很高且转速较快,一般为60~200rpm,是目前超光滑表面加工技术中加工的工件表面粗糙度最小的方法。
工作原理:抛光过程中由于离心力、液槽壁、环带及锡盘上的精细螺纹的共同作用,磨盘与工件间形成一薄膜,将工件托起,悬浮于抛光液内的磨料在离心力作用下在液膜内沿径向不断“碰撞”工件表面,以原子或分子量级的去除量不断修整微观隆起,实现超光滑表面加工。
利用这一技术可以获得边缘规整,亚表层没有破坏,晶体表面晶格完整的超光滑表面。
原子的去除过程,是磨料与工件在原子水平的碰撞、扩散、填补的过程。
浮法抛光既可软质磨料又可用硬质磨料,关键是磨料的粒度和均匀性。
且磨料的接触面积和碰撞概率,提高抛光效率,所用磨料粒度要小,最好为钠米量级,通常为小于20nm。
浮法抛光是一种去除量较小的抛光方法,工件均应先用传统方法初抛光到2~4波长的面型。
1997年,日本大坂大学的难波义治教授发明了浮法抛光(Float Polishing)加工超光滑表面技术。
通过使用这项技术,可使刚玉单晶的平面面形达到λ/20,表面粗糙度低于1nmRz。
德国Ulm大学的欧威(O. Weis)研究表明,对白宝石材料的ø7mm的工件进行抛光,30分钟后达到表面粗糙度小于0.05nm的结果。
根据去除机理,利用外表面层于主体原子的结合差异,任何材料都可作为磨料去除工件表层的原子,可以获得无晶格错位与畸变的表面。
浮法的抛光4、 磁流变抛光 磁流变抛光(RMF)是电磁理论、流体力学、分析化学等应用与光学制造而形成的一项综合技术,是由白俄罗斯的研究人员提出的,后经与Rocheste大学光学加工中心(COM)合作使这一技术得到了长足发展。
磁流变抛光技术实质上是一种计算机控制小磨头抛光技术,只是这里的磨头不是传统意义上的磨头,而是由磁流变抛光液在磁场作用下形成的“柔性”磨头,其形状和硬度可以由磁场实时控制。
磁流变抛光有如下两个关键环节:(1)磁流变抛光液。
要求无磁场作用时流动性好,有磁场作用时流变性好,硬度变得很大且响应快。
(2)对磁性抛光头的各种参数要能准确控制,以便获得精确稳定的去除量,提高面形收敛速度。
目前这一技术已在多种光学材料上获得了粗糙度小于10Å的超光滑表面。
5、等离子体辅助抛光 等离子体辅助抛光(PACE)一种利用化学反应来去除表面材料而实现抛光的方法。
等离子体辅助抛光也是一种计算机控制小磨头抛光技术,不过此时的抛光头是由某种气体在RF激励作用下产生的活性等粒子体组成。
活性等粒子体与工件表面物质发生化学反应,生成易挥发的混合气体,从而将工件表面材料去除。
通过控制RF的功率、气体气压及气体的流速等因素就可控制材料的去除率。
PACE加工具有抛光效率高,工件不受机械压力,没有相应变形,加工完成面无亚表面破坏,无污染,加工球面和非球面难易当等优点,是被普遍看好的一种超光滑表面加工技术。
目前Perkin-Elmer公司用该技术已在Ø0.5~1m的非球面上加工出面形精度小于λ/50rms,粗糙度小于0.5nm rms的表面。
6、离子束抛光 离子束抛光是真空环境下进行的,设备比较昂贵。
它是用被加速的离子与工件表面的原子核直接产生弹性碰撞,将能量直接传给工件的材料原子,使其逸出表面从而将材料去除。
是一种典型的用物理碰撞方法进行抛光的技术。
目前这一技术已加工Ø0.5m,面形λ/50rms,粗糙度0.6nm rms的表面。
Kodak公司已拥有2.5m离子束抛光系统。
离子束抛光流程框图 -- 作者:xujexy-- 发布时间:2003-8-1 15:24:12-- 请教:光学塑料的元件可以进行抛光处理吗?二、大口径光学元件的加工技术1、CP技术 CP(continuous polishing)技术已被广泛地应用于高精度光学元件的加工,如果机床性能良好且工艺精细,加工具有良好外形尺寸比的圆形工件时,可获得1/20至1/40波长的表面精度。
通常,CP抛光机包括一个非常重的带有一个环行沥青盘的转台、一个在盘上的圆形校正压板,压板的尺寸一般要大于沥青盘的环带。
在沥青盘的其他位置上安置有2~3个套圈,其内径与抛光盘的环宽成比例,金属和酚醛塑料分离器放置在套圈内抵牢工件,工件盘的抛光面朝下。
在原理上,抛光环盘的运动特性与传统抛光盘相同。
实践证明,CP技术具有以下特点:(1)工件以复合轨迹运动,具有均化的抛光效果;(2)压力可以自由外加工,便于面形修正;(3)加工过程中工件浮动,没有胶结及其他夹持变形,可避免在上盘过程中的加热而损坏工件(特别是对磷酸盐ru玻璃),又不存在工件下盘后的变形问题。
(4)转速慢,工件热变形小。
2、SPDT技术 SPDT金刚石车削加工技术(single point diamond turning, SPDT)是指用天然单晶金刚石作刀具,在计算机控制下车削加工光学表面,是20世纪80年代初期发展起来的新技术。
经过近20年的发展,这项技术已广泛应用于多种高精度光学元件的加工。