微晶玻璃超精密加工亞表層損傷預測方法及實驗研究.pdf

1、微晶玻璃是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中應用很廣泛的光學材料，特別是在航空航天領域，有著舉足輕重的地位。高精度、低損傷的微晶玻璃是制造大型空間望遠鏡、激光陀螺儀的理想材料，而微晶玻璃在超精密加工的過程中，由于加工本身的原因，會使工件內部產生亞表層損傷，這些損傷會大幅度降低微晶玻璃的光學性能，因此有必要對微晶玻璃的亞表層損傷進行系統(tǒng)的研究，探索加工前預測亞表層損傷的方法，期望在后續(xù)加工中有效的去除前道工序產生的亞表層損傷，這樣就能顯著提高微晶玻璃的光學性

2、能，這對于我國航空航天事業(yè)的發(fā)展意義重大。
　　本文首先對光學元件研磨、拋光加工過程中微晶玻璃亞表層損傷的產生機理進行了研究，利用大氣等離子體拋光方法和先進檢測手段相結合，對經(jīng)過超精密研磨、拋光的微晶玻璃進行了亞表層損傷深度的檢測。
　　其次，利用有限元軟件對微晶玻璃進行了納米壓痕實驗的仿真，研究單顆磨粒磨削及研磨微晶玻璃的加工過程，得到了材料的塑性性能，以及材料殘余應力隨針尖半徑、壓深的變化規(guī)律，為實際加工提供了指導意見。

3、
　　再次，通過維氏壓痕方法得到了微晶玻璃的維氏硬度和斷裂韌性，對壓痕產生裂紋的臨界壓力載荷進行了實驗研究，并在此基礎上利用循環(huán)納米壓痕實驗方法，首次研究了微晶玻璃加工疲勞對材料脆塑轉變的影響規(guī)律，即疲勞狀態(tài)下微晶玻璃臨界壓力載荷的變化規(guī)律，以及疲勞因素對臨界磨削深度的影響規(guī)律。
　　最后，利用二次回歸通用旋轉組合設計方法對微晶玻璃的拋光實驗進行了優(yōu)化，得到了以加工速度、加工時間為考察因素的表面粗糙度和亞表層損傷深度的預測模