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聚焦超聲換能器的使用特點,提出了一種新型磨料流拋光加工方法,即采用凹球殼聚焦超聲振動的方式在拋光液中產生聚焦磨料流拋光光學材料。先對聚焦超聲振動換能器的聲壓場進行了測量,證明了聲壓場具有顯著的聚焦特性,其中聲壓的值出現在焦距90 mm處;然后設計實驗,利用該裝備對碳化硅試件進行了拋光。結果表明:這一方法可以對光學材料進行拋光處理,不僅可以降低表面粗糙度和提高表面質量,而且系統結構比傳統的磨料水射流拋光系統更加簡單,沒有管路、噴嘴損耗等。

藍寶石具有高硬度（莫氏硬度9）、優異的耐腐蝕性以及良好的光學和機械性能,因此廣泛應用于固態激光器,精密抗摩擦軸承,紅外窗口,半導體芯片基板等高科技領域。隨著科技迅猛的發展,對藍寶石表面平整度要求越來越高,而化學機械拋光（CMP）是目前普遍的表面加工技術,是公認的可以實現全局平坦化拋光方法,所以用化學機械拋光對藍寶石表面的超精密拋光成為研究的熱點。在CMP中,拋光漿料和拋光磨料扮演著重要角色,對藍寶石的拋光質量有直接的影響。本文研究了將氧化鋁磨料分散于硅溶膠中獲得了穩定性及拋光性能均較好的拋光漿料。采用均相沉淀法制備出粒徑分別為320nm、500nm、1.0μm左右的球形氧化鋁磨料,采用直接沉淀法制備出粒徑320nm的不規則形貌的氧化鋁磨料,并將不同粒徑、形貌的氧化鋁對藍寶石進行拋光,得出粒徑為1.0μm的球形氧化鋁具有較佳的拋光效果。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）等手段對樣品的形貌、物象等進行表征。通過Zeta電位對拋光漿料的分散穩定性進行檢測,通過原子力顯微鏡（AFM）對藍寶石拋光前后的表面粗糙度進行檢測。主要結果如下:將氧化鋁磨料分散在硅溶膠中,體系的穩定

為解決多孔金屬結合劑CBN砂輪在高孔隙率下的強度下降問題,采用球形尿素顆粒為造孔劑,制作孔徑、孔形和孔隙可控的多孔金屬結合劑砂輪磨料層胎體,研究不同載荷情況下的孔隙率和孔隙排布等孔隙結構因素,對多孔金屬結合劑磨料層胎體力學性能的影響規律。結果表明:孔隙有序排布時的胎體彈性模量要小于孔隙無序排布的;胎體材料的屈服強度隨孔隙率增大而下降;在相同孔隙率下,孔隙有序排布的胎體,在縱向受壓、孔隙正向排布的情況下屈服強度更高。

超聲復合磨料振動拋光方法對工件表面材料去除量與工件表面粗糙度的影響,分析了超聲復合磨料振動拋光方法;并利用ANSYS Workbench軟件分別分析了超聲振動條件下和超聲復合磨料振動條件下工件表面結構與應力變化情況,同時在超聲復合磨料振動條件下通過實驗驗證超聲復合磨料振動拋光技術對工件表面材料去除量與工件表面粗糙度的影響程度。結果表明:超聲復合磨料振動條件下工件表面位移小于超聲振動條件下的工件表面位移,超聲復合磨料振動條件下工件表面應力大于超聲振動條件下的工件表面應力;在超聲復合磨料振動條件下,影響工件表面粗糙度顯著的因素是磨料質量分數,影響工件表面材料去除量顯著的因素是拋光時間,且磨料質量分數為30%、拋光時間為4 h時,拋光效果。