激光陀螺反射鏡基片微晶玻璃的表面完整性研究.pdf

1、具有超低熱膨脹系數(shù)的微晶玻璃是一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料，它具有良好的機械特性和高溫下的化學穩(wěn)定性，在航空航天、空間天體探測和其它尖端技術領域中的各種關鍵設備中具有廣泛應用。但微晶玻璃超精密加工后存在的表面加工變質(zhì)層、亞表層損傷、表面殘余應力直接降低了其強度、長期穩(wěn)定性、成像質(zhì)量、鍍膜質(zhì)量和抗激光損傷閾值等重要性能指標。因此，對其表面完整性進行準確檢測和全面表征對提高光學加工質(zhì)量和加工效率具有重要的意義。
　　本文針對具有超光滑表面的激光

2、陀螺反射鏡基片微晶玻璃的表面完整性進行研究。首先運用納米原位測量系統(tǒng)對拋光后的微晶玻璃進行壓痕實驗，基于接觸力學理論，分析其加工表面變質(zhì)層對接觸剛度、應變硬化指數(shù)、壓痕變形分布的影響規(guī)律，為加工變質(zhì)層的深度測量提供可行的表征參數(shù)。
　　其次采用納米壓痕技術對表層殘余應力進行研究，根據(jù)殘余應力對施壓過程中在壓痕周圍的材料堆積量敏感的特性，通過測定壓痕的面積變化并結(jié)合彈塑性接觸理論，得到殘余應力的計算公式，并利用球形壓針能夠產(chǎn)生連續(xù)應

3、變的特點，通過球形壓痕實驗對微晶玻璃的屈服應力，應力-應變曲線進行研究，最終確定超光滑表面微晶玻璃的表層殘余應力距表面深度的變化規(guī)律。
　　最后在壓痕斷裂力學的基礎上闡述微晶玻璃亞表層損傷的產(chǎn)生機理，建立拋光后的亞表層損傷模型，采用HF化學蝕刻法對微晶玻璃拋光及研磨加工產(chǎn)生的亞表層損傷進行有效測量，通過對徑向裂紋深度模型和亞表層深度與表面粗糙度模型（SSD~SR4/3模型）的研究，實現(xiàn)對光學材料亞表層損傷的準確預測，并通過仿真分析