《微晶玻璃多磨粒互動作用表面形成機理的研究》是依託天津大學，由仇中軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：微晶玻璃多磨粒互動作用表面形成機理的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：仇中軍
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微晶玻璃複雜型面光學器件具有優良的熱、力、光、化學性能以及高的雷射損傷閾值和零膨脹性能，在國家重大工程及民用領域有著廣泛的套用前景。本項目基於多磨粒互動作用機制針對光學功能微晶玻璃複雜型面納米磨削過程中材料演變、材料去除、磨粒摩擦磨損等行為進行研究，揭示多磨粒互動作用機制下納米尺度的材料去除機理，闡明光學功能微晶玻璃複雜型面創成機制；開發光功能微晶玻璃化學-機械動態平衡去除的新型納米磨削方法及工藝，通過主動增強納米磨削過程中的界面化學效應，使其與磨粒的機械去除作用達到動態平衡，從而消除因發生脆性去除而造成的表面及近表面損傷；並通過典型微晶玻璃複雜型面光學器件實驗加工，完善加工機理及工藝研究，實現微晶玻璃複雜型面光學器件超精密高質量加工。本項目的研究將拓展光學功能微晶玻璃材料的套用領域，促進複雜型面光學元器件製造技術的發展。
結題摘要
本項目對微晶玻璃器件的納米加工機理開展了研究，提出了基於多磨粒互動動態作用機制的磨削過程中材料去除分析方法，利用FIB加工技術實現了自主設計的多磨粒刀具（壓頭）的加工製造，結合超精密加工工具機搭建了多磨粒壓/劃削實驗系統，基於多磨粒互動動態去除作用機制建立納米尺度下微晶玻璃材料的去除模型，並對加工過程中脆塑轉化，表面完整性、複雜型面創成機制等行為進行了研究。實驗結果表明，磨削中三種裂紋相互作用導致的材料去除：相鄰劃痕之間亞表面橫向裂紋之間的相互作用；相鄰劃痕之間表面徑向裂紋之間的相互作用；劃痕亞表面橫向裂紋與表面徑向裂紋的相互作用。研究了微晶玻璃加工過程中多場耦合作用機理，對於磨削過程中的多磨粒作用形成的力學場及其耦合作用進行了建模和實驗分析，確定了磨削過程中應力場和速度場變化對於微晶玻璃材料特性的影響，闡明了速度效應對於磨削過程中材料去除機理的影響機制。在此基礎上。通過主動干預微晶玻璃和磨削液間的化學反應，更容易實現延性材料去除。在機理研究基礎上進行了微晶玻璃複雜型面創成機制及方法的研究，分別對於實現非球面陣列微晶玻璃器件所需的砂輪軌跡規劃、砂輪修整方法及工藝、砂輪形狀檢測、誤差分析及補償等技術開展了研究，實現了微晶玻璃非球面及非球面陣列器件的加工。
