KDP軟脆功能晶體水溶解超精密拋光加工原理

目錄
序
前言
1易潮解軟脆功能晶體材料及其應用1
1.1易潮解軟脆功能晶體的定義和分類1
1.2易潮解軟脆功能晶體材料的應用1
1.2.1幾種常見的易潮解軟脆功能晶體材料1
1.2.2KDP晶體的結(jié)構(gòu)性質(zhì)3
1.2.3KDP晶體的主要應用4
1.2.4ICF系統(tǒng)對光學元件加工的要求6
1.3幾種常見的易潮解軟脆功能晶體加工方法概述7
1.3.1KDP晶體加工工藝流程概述8
1.3.2單點金剛石車削技術9
1.3.3超精密磨削技術10
1.3.4磁流變修形技術11
1.3.5離子束修形技術12
1.4易潮解軟脆功能晶體超精密加工面臨的挑戰(zhàn)13
參考文獻14
2KDP晶體的結(jié)構(gòu)特點和潮解規(guī)律19
2.1KDP晶體的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和化學性質(zhì)19
2.1.1KDP晶體的結(jié)構(gòu)19
2.1.2KDP晶體的物理性質(zhì)22
2.1.3KDP晶體的化學性質(zhì)23
2.2KDP晶體的潮解現(xiàn)象與潮解表征25
2.2.1KDP晶體的潮解現(xiàn)象25
2.2.2潮解產(chǎn)物成分的預測與分析26
2.2.3潮解產(chǎn)物晶體類型分析28
2.2.4KDP晶體的潮解表征29
2.2.5潮解程度的評價方法與評價指標31
2.3環(huán)境條件對KDP晶體潮解速度的影響33
2.3.1溫度對KDP晶體潮解速度的影響34
2.3.2相對濕度對KDP晶體潮解速度的影響35
2.3.3表面質(zhì)量對KDP晶體潮解速度的影響36
參考文獻37
3KDP晶體彈塑性力學性能與損傷規(guī)律38
3.1KDP晶體彈性力學性能的理論分析38
3.1.1KDP晶體彈性模量理論分析38
3.1.2KDP晶體剪切模量理論分析40
3.2KDP晶體塑性力學性能的壓痕試驗與分析42
3.2.1納米壓痕試驗42
3.2.2壓痕尺寸效應分析44
3.2.3不同壓頭形狀對納米硬度的影響50
3.2.4壓痕加載位移*線分析51
3.2.5壓痕表面形貌分析54
3.2.6各向異性對納米硬度和彈性模量的影響55
3.3材料的各向異性對微納劃痕結(jié)果的影響58
3.3.1KDP晶體在納米尺度下的變形和摩擦學特性試驗分析58
3.3.2KDP晶體在微米尺度下的變形和摩擦學特性試驗分析66
3.4KDP晶體壓痕斷裂試驗與結(jié)果分析71
3.4.1KDP晶體壓痕斷裂試驗方法72
3.4.2維氏硬度壓痕尺寸效應和各向異性試驗研究72
3.4.3斷裂韌性試驗分析75
參考文獻82
4基于微乳液的KDP晶體水溶解材料去除原理與平坦化機制85
4.1KDP晶體水溶解拋光原理85
4.2微乳液及其性能表征87
4.2.1微乳液的結(jié)構(gòu)87
4.2.2微乳液基載液的優(yōu)選89
4.2.3表面活性劑的優(yōu)選90
4.2.4微乳液的配制91
4.2.5電導率表征95
4.2.6黏度表征98
4.2.7自擴散特性表征99
4.2.8水分子微囊尺寸表征103
4.3基于微乳液的KDP晶體水溶解拋光機理分析105
4.3.1材料去除模型的建立105
4.3.2材料去除機理試驗驗證107
4.3.3材料去除機理試驗結(jié)果與分析109
4.3.4拋光前后晶體表面化學成分分析115
4.4工藝條件和參數(shù)對KDP晶體拋光效果影響的試驗與分析117
4.4.1工藝條件對KDP晶體水溶解拋光效果的影響117
4.4.2拋光墊對加工過程的影響118
4.4.3不同晶面的KDP晶體材料去除率和表面形貌對比119
4.4.4拋光液對KDP晶體材料去除率和表面形貌的影響121
4.4.5拋光加工參數(shù)對KDP晶體材料去除率和表面形貌的影響124
4.4.6KDP晶體水溶解拋光后面形精度131
參考文獻132
5KDP晶體可控溶解原理及材料去除與平坦化機制134
5.1KDP晶體可控溶解的概念134
5.1.1晶體的結(jié)晶與溶解134
5.1.2晶體的生長與逆生長137
5.1.3KDP晶體可控溶解加工方法的提出139
5.2KDP晶體可控溶解拋光機理140
5.2.1KDP晶體材料可控去除機理140
5.2.2實現(xiàn)材料可控去除加工的裝置140
5.3可控溶解環(huán)境對材料去除率的影響141
5.3.1試驗條件及參數(shù)設定141
5.3.2KDP溶液濃度對可控溶解材料去除率的影響142
5.3.3KDP溶液溫度對可控溶解材料去除率的影響143
5.3.4環(huán)境相對濕度對可控溶解材料去除率的影響144
5.3.5KDP溶液流動性對可控溶解材料去除率的影響144
5.4可控溶解表面平坦化機制147
5.4.1KDP晶體表面微觀形貌的平坦化模型147
5.4.2可控溶解中拋光墊對表面平坦化過程的協(xié)同作用150
5.5工藝參數(shù)對KDP晶體可控溶解拋光效果的影響151
5.5.1拋光墊對KDP晶體可控溶解拋光效果的影響152
5.5.2不同晶面的逆生長拋光效果154
5.5.3可控溶解拋光液對晶體拋光效果的影響157
5.5.4拋光加工參數(shù)對表面形貌及材料去除率的影響161
5.5.5KDP晶體可控溶解拋光后的面形誤差169
5.5.6基于濃度調(diào)控策略的可控溶解拋光工藝初探169
參考文獻171
6KDP晶體小磨頭超精密數(shù)控拋光軌跡規(guī)劃與工藝173
6.1KDP晶體水溶解超精密數(shù)控拋光試驗系統(tǒng)與設備173
6.2水溶解拋光材料去除函數(shù)的建立174
6.3材料去除函數(shù)若干系數(shù)的試驗修正178
6.3.1試驗條件及去除函數(shù)檢測方法178
6.3.2拋光液含水量對去除函數(shù)系數(shù)的影響178
6.3.3行星運動公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)方向?qū)θコ瘮?shù)系數(shù)的影響180
6.3.4拋光過程中溫度變化對去除函數(shù)系數(shù)的影響184
6.3.5拋光轉(zhuǎn)速對去除函數(shù)系數(shù)的影響187
6.3.6拋光壓強對去除函數(shù)系數(shù)的影響188
6.3.7常系數(shù)K的試驗測定190
6.3.8基于水溶解原理的KDP晶體超精密數(shù)控拋光去除穩(wěn)定性分析192
6.4小磨頭數(shù)控超精密拋光駐留時間函數(shù)的確定197
6.4.1駐留時間求解197
6.4.2三種常用拋光軌跡分析200
6.4.3三種常用拋光軌跡加工效果對比202
6.5工藝條件和參數(shù)對拋光結(jié)果的影響規(guī)律204
6.5.1試驗方法及條件204
6.5.2不同拋光墊加工效果分析及優(yōu)選207
6.5.3拋光設備運動參數(shù)對表面粗糙度RMS的影響208
6.6KDP晶體單點金剛石車削表面紋理消減試驗與技術驗證213
6.6.1車削樣件分析213
6.6.2去除函數(shù)及拋光軌跡215
6.6.3去除效果分析217
6.6.4拋光后晶體表面功率譜密度分析220
參考文獻223
7大尺寸KDP晶體超精密水溶解環(huán)形拋光工藝225
7.1超精密水溶解環(huán)形拋光方法概述225
7.2超精密水溶解環(huán)形拋光水核運動模型226
7.3機床運動形式對拋光軌跡均勻性影響的仿真分析228
7.4拋光墊表面溝槽結(jié)構(gòu)對軌跡均勻性影響的仿真分析232
7.5超精密水溶解環(huán)形拋光原理樣機及拋光試驗系統(tǒng)構(gòu)建236
7.5.1超精密水溶解環(huán)形拋光原理樣機236
7.5.2拋光液多點可變位滴定裝置238
7.5.3風淋裝置240
7.5.4晶體夾持裝置241
7.6工藝參數(shù)對KDP晶體環(huán)形拋光效果的影響242
7.6.1不同表面溝槽拋光墊試驗242
7.6.2不同轉(zhuǎn)速比試驗243
7.6.3不同運動形式試驗244
7.6.4*佳工藝參數(shù)下大尺寸KDP晶體雙面加工試驗246
參考文獻248
8KDP晶體水溶解拋光表面殘留物分析及清洗方法250
8.1水溶解拋光表面殘留物對KDP晶體光學性能的影響250
8.1.1表面殘留物對拋光表面質(zhì)量的影響250
8.1.2表面殘留物對晶體光學透過率的影響253
8.1.3表面殘留物對激光損傷閾值的影響254
8.1.4表面殘留物對鍍膜膜層的影響257
8.2拋光后表面殘留物的性態(tài)及吸附機理分析259
8.2.1拋光后表面殘留物的性態(tài)分析259
8.2.2拋光后表面殘留物的吸附機理分析268
8.3KDP晶體的清洗機理及清洗液的性能與表征275
8.3.1表面殘留物的潤濕功計算275
8.3.2表面殘留物的清洗機理分析280
8.3.3清洗液的性能與表征283
8.3.4清洗液的清洗性能研究287
8.4拋光后表面清洗工藝的試驗與效果分析290
8.4.1清洗工藝的提出291
8.4.2清洗工藝的清洗原理分析292
8.4.3清洗工藝的試驗驗證295
8.4.4KDP晶體*優(yōu)清洗工藝的清洗效果分析302
8.4.5新型全自動清洗裝置研制303
參考文獻305
索引307