液體約束微大氣等離子體區(qū)域選擇性拋光的研究.pdf

1、隨著微結(jié)構(gòu)表面的應(yīng)用越來越廣泛，人們對加工具有高效超光滑表面的光學(xué)元件提出了更高的要求。然而，傳統(tǒng)的機(jī)械研磨拋光不僅會對工件的表面及亞表面造成損傷，表面質(zhì)量也很難達(dá)到要求。大氣等離子體拋光是利用等離子體與工件表面材料的化學(xué)作用去除材料，可以降低粗糙度值，不會造成表面破壞和亞表層損傷，理論上是解決微結(jié)構(gòu)表面光學(xué)元件高精度、高效率制造的有效途徑。
　　等離子體加工中存在加工區(qū)域分辨率低的問題，由于等離子體的空間擴(kuò)散，其加工范圍約為等離

2、子體炬口徑的2~5倍，面形精度較低。因此本文提出了在工件表面覆蓋一層液體膜，等離子體只有“吹開”液體膜才能與工件接觸反應(yīng)，依靠液體的約束來實(shí)現(xiàn)區(qū)域選擇性加工。
　　本文根據(jù)提出的液體約束理論在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改進(jìn)了等離子發(fā)生裝置，并且對其進(jìn)行多相流流場仿真，證明提出的加工方法在理論上的可行性。選擇不同的液體來約束等離子體，約束的方法有兩種，分別依據(jù)物理原理和化學(xué)原理。兩種約束方法分別實(shí)驗(yàn)，然后觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并分析兩種方式的可行性。<

3、br>　　實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)液蠟約束加工可以實(shí)現(xiàn)定區(qū)域加工，在多次實(shí)驗(yàn)后，分析了液蠟約束的加工面型曲線，并對實(shí)驗(yàn)的可控性進(jìn)行了驗(yàn)證。分析了不同工藝參數(shù)對實(shí)驗(yàn)的影響程度和去除量的變化規(guī)律，并且和無約束加工進(jìn)行了對比，闡述了液體約束對加工分辨率和面形精度的提高，說明了液蠟約束對表面質(zhì)量的影響。
　　在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇惰性氣體流量、加工功率和約束直徑等工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)規(guī)劃。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理，建立去除函數(shù)模型，利用數(shù)學(xué)軟件擬合出其與三個工藝