微晶玻璃超精密加工亞表層損傷預(yù)測(cè)方法及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、微晶玻璃是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中應(yīng)用很廣泛的光學(xué)材料，特別是在航空航天領(lǐng)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(yuǎn)鏡、激光陀螺儀的理想材料，而微晶玻璃在超精密加工的過(guò)程中，由于加工本身的原因，會(huì)使工件內(nèi)部產(chǎn)生亞表層損傷，這些損傷會(huì)大幅度降低微晶玻璃的光學(xué)性能，因此有必要對(duì)微晶玻璃的亞表層損傷進(jìn)行系統(tǒng)的研究，探索加工前預(yù)測(cè)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(chǎn)生的亞表層損傷，這樣就能顯著提高微晶玻璃的光學(xué)性

2、能，這對(duì)于我國(guó)航空航天事業(yè)的發(fā)展意義重大。
　　本文首先對(duì)光學(xué)元件研磨、拋光加工過(guò)程中微晶玻璃亞表層損傷的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了研究，利用大氣等離子體拋光方法和先進(jìn)檢測(cè)手段相結(jié)合，對(duì)經(jīng)過(guò)超精密研磨、拋光的微晶玻璃進(jìn)行了亞表層損傷深度的檢測(cè)。
　　其次，利用有限元軟件對(duì)微晶玻璃進(jìn)行了納米壓痕實(shí)驗(yàn)的仿真，研究單顆磨粒磨削及研磨微晶玻璃的加工過(guò)程，得到了材料的塑性性能，以及材料殘余應(yīng)力隨針尖半徑、壓深的變化規(guī)律，為實(shí)際加工提供了指導(dǎo)意見(jiàn)。

3、
　　再次，通過(guò)維氏壓痕方法得到了微晶玻璃的維氏硬度和斷裂韌性，對(duì)壓痕產(chǎn)生裂紋的臨界壓力載荷進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并在此基礎(chǔ)上利用循環(huán)納米壓痕實(shí)驗(yàn)方法，首次研究了微晶玻璃加工疲勞對(duì)材料脆塑轉(zhuǎn)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(duì)臨界磨削深度的影響規(guī)律。
　　最后，利用二次回歸通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)方法對(duì)微晶玻璃的拋光實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了優(yōu)化，得到了以加工速度、加工時(shí)間為考察因素的表面粗糙度和亞表層損傷深度的預(yù)測(cè)模