隨著光學、光電子學及數(shù)碼產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展，K9玻璃已在諸多領域得到了廣泛的應用。由于K9玻璃屬于硬脆材料，在加工過程中極易發(fā)生脆性破壞，傳統(tǒng)加工技術難以獲得超光滑高質(zhì)量的表面。近年來，固結磨料化學機械拋光技術以其工藝可控性強、加工效率高、加工成本低以及綠色環(huán)保等一系列優(yōu)點受到越來越多的關注。本文采用顯微硬度方法分析了化學機械研拋中研拋液對K9玻璃表層硬度的影響，采用失重法對固結磨料研拋K9玻璃的材料去除過程中的機械與化學作用進行了分離，利用正交實驗的方法研究分析了各加工參數(shù)對K9玻璃研磨和拋光的材料去除率及三維輪廓表面粗糙度影響，優(yōu)化K9玻璃的研磨拋光工藝。本文所完成的主要工作和研究成果如下：（1）研究了研拋液對K9玻璃的化學作用采用去離子水和研拋液分別浸泡K9玻璃，測量并比較浸泡后K9的維氏硬度和壓痕對角線長度，根據(jù)所測數(shù)值進一步計算出K9玻璃表面生成的變質(zhì)層厚度，驗證了研拋液對K9玻璃的化學作用和變質(zhì)層厚度隨浸泡時間的變化規(guī)律。研究表明：研拋液對K9玻璃有比較劇烈的化學作用，可以在K9玻璃表面形成變質(zhì)層，隨著浸泡時間的延長變質(zhì)層的厚度逐漸增加但增加趨勢逐漸減緩

聚焦超聲換能器的使用特點,提出了一種新型磨料流拋光加工方法,即采用凹球殼聚焦超聲振動的方式在拋光液中產(chǎn)生聚焦磨料流拋光光學材料。先對聚焦超聲振動換能器的聲壓場進行了測量,證明了聲壓場具有顯著的聚焦特性,其中聲壓的值出現(xiàn)在焦距90 mm處;然后設計實驗,利用該裝備對碳化硅試件進行了拋光。結果表明:這一方法可以對光學材料進行拋光處理,不僅可以降低表面粗糙度和提高表面質(zhì)量,而且系統(tǒng)結構比傳統(tǒng)的磨料水射流拋光系統(tǒng)更加簡單,沒有管路、噴嘴損耗等。

產(chǎn)品用途分析：珍珠巖磨料主要用于電視機玻殼、電腦顯示屏、光學玻璃儀器及玻璃工藝飾品的拋光。在某些計算機顯示屏生產(chǎn)中，為了降低顯示屏表面的反光度，保護操作人員的視力，需要對顯示屏玻殼表面進行打磨。電腦顯示屏玻殼的摩氏硬度一般在6.8一7.0之間，珍珠巖的摩氏硬度為5一6，硬度中等，非常適于玻殼的研磨。將珍珠巖磨料加到玻屏表面在打磨機上施加一定的壓力，與砂紙一起對玻屏表面進行機械打磨，使玻殼表面的光澤度達到適當?shù)某潭??！局行艗伖饽チ稀酷愪X石榴石(YAG)是一種應用廣泛的硬脆難加工材料,其拋光過程工藝復雜、效率低。固結磨料拋光技術具有平坦化能力優(yōu)、對工件形貌選擇性高、磨料利用率高等優(yōu)點。試驗采用固結磨料拋光YAG晶體,研究固結磨料墊的基體硬度和金剛石磨粒尺寸對YAG晶體的材料去除率和表面質(zhì)量的影響。結果表明:當基體硬度適中為Ⅱ、金剛石磨粒尺寸3～5μm時,固結磨料拋光YAG晶體效果優(yōu),其材料去除率為255 nm/min,表面粗糙度S_a值為1.79 nm。

為解決多孔金屬結合劑CBN砂輪在高孔隙率下的強度下降問題,采用球形尿素顆粒為造孔劑,制作孔徑、孔形和孔隙可控的多孔金屬結合劑砂輪磨料層胎體,研究不同載荷情況下的孔隙率和孔隙排布等孔隙結構因素,對多孔金屬結合劑磨料層胎體力學性能的影響規(guī)律。結果表明:孔隙有序排布時的胎體彈性模量要小于孔隙無序排布的;胎體材料的屈服強度隨孔隙率增大而下降;在相同孔隙率下,孔隙有序排布的胎體,在縱向受壓、孔隙正向排布的情況下屈服強度更高。