編號：FTJS09959
篇名：YAG晶體研磨工藝與研磨后亞表面損傷研究
作者：馬榮國 張慶禮 高進云 孫貴花 竇仁勤 韓松 張瑞 陳照 王小飛 張德明 孫彧 劉文鵬
關(guān)鍵詞： 釔鋁石榴石晶體 研磨 亞表面損傷 材料去除率 表面粗糙度
機構(gòu)： 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 先進激光技術(shù)安徽省實驗室
摘要： YAG晶體是一種典型硬脆材料,莫氏硬度達8.5,常溫下不溶于任何酸堿,加工難度較大。針對YAG晶體研磨加工,本工作提出一種分步研磨工藝�；谟坞x磨料研磨的方法,在研磨過程中逐級減小碳化硼(B4C)磨料粒徑,選用磨料W40、磨料W28、磨料W14、磨料W7分步驟研磨,4種磨料的粒度范圍依次為:40~28μm、28~20μm、14~10μm、7~5μm。通過研磨參數(shù)試驗研究了每個步驟中研磨壓力、研磨盤和擺軸轉(zhuǎn)速、研磨液中B4C質(zhì)量分數(shù)等參數(shù)對研磨效果的影響,得出最佳研磨參數(shù);通過截面顯微法測量出YAG晶體研磨后亞表面損傷的深度,確定后續(xù)拋光去除量,并探究了亞表面損傷深度hSSD與研磨后表面粗糙度Ra的關(guān)系。研究表明:當(dāng)研磨壓力為44.54 kPa、研磨盤和擺軸轉(zhuǎn)速為60 r/min、研磨液中B4C質(zhì)量分數(shù)為15%時,每個研磨步驟均取得最好研磨效果:磨料W40、磨料W28、磨料W14、磨料W7研磨的材料去除率分別為83.12、57.32、27.54、9.53μm/min,研磨后表面粗糙度Ra分別為0.763、0.489、0.264、0.142μm。截面顯微法測量得出分步研磨后產(chǎn)生的亞表面損傷深度為3.041μm,需要在后續(xù)拋光中去除;此研磨參數(shù)下YAG晶體研磨后亞表面損傷深度與表面粗糙度的關(guān)系為:hSSD=41.46×Ra4/3,該研究可為YAG晶體元件的實際加工生產(chǎn)提供指導(dǎo)。
