光學材料拋光技術

    現代科學技術所使用的硬脆材料，如單品硅、功能材料、陶瓷、寶石和光學玻璃等，對這些材料進行超精密加工，并獲得很好的面形精度和超光滑表面部是很難的。近代剛剛趨于成熟的金剛石切削技術對此也無能為力。

    解決這些材料的加工問題還是不斷改進的傳統工藝方法，或是在傳統工藝方法上又加入新的工藝手段，因為科學的發展對加工精度和表面質量的要求愈來愈高，傳統工藝方法已經很難應付了。對硬脆材料實行超精密加工并不斷的提高加工精度，提高加工效率，是我們設法回避的問題，為此人們把不同的物理過程、不同的化學過程應用于加工工藝中，如離子束加工是一種非常好的加工方法，離子束拋光可達到很高的水平，但這項技術的開展工作需要很多的資金投入和做深入的研究工作。本文從另外角度考慮問題，從改變加工環境溫度考慮問題。在金剛石超精密加工技術的發展過程中，就有人研究過金剛石低溫切削技術5，出現了一些新現象，例如在低溫條件下，金剛石可切削黑色金屬并獲得很好的表面質量。那么，在低溫狀態下，對光學材料進行拋光，又會產生那些新現象，是否能提高加工精度和加工效率，我們通過實驗作了一定程度的探討，下面簡述之。

2低溫拋光的概念

溫度是一個物理量，世界上的各種物質在其所在的環境中都表現出具有一定溫度，溫度的高低和物理熱有關，熱的本質是物質中的原子不斷振動的一種表現，溫度高表示其組成原子很混亂，低溫狀態下原子可以秩序井然。高溫可以達到很高的程度，原子的混亂不斷加大，物質由固體變成液體，再由液體變成氣體。而低溫是有限的，—273.15℃是絕對溫度零度，表示為0K因而常溫一般在300K左右，0℃是273K。低溫是指0℃以下，即273K以下的溫度范圍。自然界有低溫物質和低溫環境，在實驗室獲得低溫要人工制冷，對我們搞低溫拋光來說，就是使被加工的光學材料和加工空間達到并保持所需的低溫。各種物質在低溫環境中，隨冷凍深度的不同，物質表現了不同的特性，在低溫應用工程的研究中，有人把環境溫度低到123K(一150℃)稱為普冷區，把123K到OK(一273． ℃)稱為深冷區。我們的工作是在零下一30～一50℃的環境中進行的，光學材料在低溫狀態下的加工特性是我們要研究的，在低溫狀態下進行光學拋光，要解決低溫狀態下的拋光模、工件和工藝過程的低溫環境等問題，由于冷凍深度較淺，所以我們叫這種拋光方法為淺低溫拋光。

3 拋光模和拋光波

3．1拋光模層

在切削加工中采用低溫技術可用干切法，即切削時不加冷卻液。在磨削加工中采用低溫技術，最困難的事可能莫過于低溫磨削液了，因為找到一種在0℃以下仍具有良好的流動性的磨削液絕非易事。一般水溶性磨削液在5℃，非水溶性磨削液在一5℃時流動性就很差了。我們一直在努力尋找一種能避開這種困擾的方法，日本學者橫川和彥在研究磨削技術的過程中，從改善加工環境的目的出發，提出了向加工區噴射冷空氣的想法，大森整做了冰凍砂輪實驗，這些都很有創造性對我們很有啟發。在光學冷加工中。

水作為磨料的載體同時也是冷卻劑，無論是散粒磨料還是固著磨料拋光中都離不開水，所以還是要在水上想辦法。

文章編輯：河南中整光飾機械有限公司  http://www.hapolis.cn 

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