固結(jié)磨料研磨K9玻璃亞表面損傷研究.pdf

1、光學(xué)元件在研磨加工過(guò)程中產(chǎn)生的亞表面損傷會(huì)直接影響其使用壽命、穩(wěn)定性、成像質(zhì)量、鍍膜質(zhì)量和抗激光損傷閾值等重要指標(biāo)。如何準(zhǔn)確檢測(cè)和評(píng)價(jià)加工過(guò)程產(chǎn)生的亞表面損傷以提高加工質(zhì)量是光學(xué)制造業(yè)必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本課題以固結(jié)磨料研磨墊（FAP）研磨典型硬脆性光學(xué)材料──K9玻璃后亞表面損傷作為研究對(duì)象，圍繞K9玻璃亞表面損傷的成因與表征研究，探索固結(jié)磨料研磨方式下K9玻璃亞表面裂紋的形成與擴(kuò)展機(jī)理、固結(jié)磨料研磨加工參數(shù)與工件亞表面損傷之間的

2、關(guān)系。本文的主要研究工作和研究成果包括以下幾個(gè)方面：
　　1.提出了BOE分步腐蝕法測(cè)量研磨后工件的亞表面損傷層深度。提出了一種光學(xué)工件亞表面損傷層厚度測(cè)量方法，分析了其檢測(cè)原理，詳細(xì)介紹了檢測(cè)過(guò)程，并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。將該方法與其它光學(xué)硬脆材料亞表面損傷檢測(cè)方法進(jìn)行比較。
　　2.單顆磨粒作用下光學(xué)材料亞表面初始裂紋的形成與擴(kuò)展研究。采用循環(huán)拋光腐蝕法，對(duì)單顆磨粒作用下光學(xué)材料亞表面初始裂紋（微米級(jí)）進(jìn)行準(zhǔn)確觀測(cè)；建立了單顆磨

3、粒作用K9玻璃亞表面損傷力學(xué)模型，分析了光學(xué)材料亞表面微米級(jí)初始裂紋的形成與擴(kuò)展過(guò)程；借助ANSYS/LS-DYNA3維動(dòng)態(tài)有限元分析軟件對(duì)不同載荷下K9玻璃亞表面初始裂紋的形成與擴(kuò)展過(guò)程進(jìn)行模擬。
　　3.建立了固結(jié)磨料研磨K9玻璃的亞表面損傷模型。在單顆磨粒作用光學(xué)材料亞表面塑性屈服區(qū)模型基礎(chǔ)上，分析FAP表面磨粒平均切深情況下，磨粒間距對(duì)工件亞表面裂紋（中位裂紋、橫向裂紋）的影響；建立FAP表面磨粒突起高度一致（平均切深假設(shè)