为实现高效率、低成本的镍磷合金光学元件全频段误差抑制,提出了小磨头抛光中基于宏观耕犁机制和微观化学键拔除机制的宏微观协同作用去除机理。基于赫兹接触理论,通过工件表面的弹塑性形变探讨耕犁机制产生的临界值,构建了磨粒作用机...为实现高效率、低成本的镍磷合金光学元件全频段误差抑制,提出了小磨头抛光中基于宏观耕犁机制和微观化学键拔除机制的宏微观协同作用去除机理。基于赫兹接触理论,通过工件表面的弹塑性形变探讨耕犁机制产生的临界值,构建了磨粒作用机制与工艺参数之间的关联模型——小磨头抛光磨头极限压力模型,实现了对宏微观去除机制的调控,从而达成全频段误差的有效抑制。随后通过第一性原理分子动力学仿真分析,探究了抛光过程中磨粒分子团簇与镍磷合金光学元件表层分子的相互作用,直观表征了镍磷合金抛光过程中的微观化学键拔除机制,该仿真分析对镍磷合金光学元件超光滑抛光具有指导意义。基于宏微观协同作用去除机理对φ50的铝基镀镍磷合金平面反射镜进行小磨头迭代抛光实验,在有效抑制中低频误差的同时,将表面粗糙度R a从2.252 n m提升到0.502 nm,提升了77.7%,实现了镍磷合金反射镜超光滑表面全频段误差的抑制。实验结果表明,宏微观协同作用去除机理适用于镍磷合金光学元件的全频段误差抑制,对于镍磷合金光学元件超精密加工提供了借鉴意义。展开更多
基金Supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant No.51479153)the Fundamental Research Funds for the Central Universities(Grant No.2016-YB-014)~~
基金Supported by National Natural Science Foundation of China(Grant No.51479513)the Fundamental Research Founds for the Central Universities(Grant No.2016-YB-014)
文摘为实现高效率、低成本的镍磷合金光学元件全频段误差抑制,提出了小磨头抛光中基于宏观耕犁机制和微观化学键拔除机制的宏微观协同作用去除机理。基于赫兹接触理论,通过工件表面的弹塑性形变探讨耕犁机制产生的临界值,构建了磨粒作用机制与工艺参数之间的关联模型——小磨头抛光磨头极限压力模型,实现了对宏微观去除机制的调控,从而达成全频段误差的有效抑制。随后通过第一性原理分子动力学仿真分析,探究了抛光过程中磨粒分子团簇与镍磷合金光学元件表层分子的相互作用,直观表征了镍磷合金抛光过程中的微观化学键拔除机制,该仿真分析对镍磷合金光学元件超光滑抛光具有指导意义。基于宏微观协同作用去除机理对φ50的铝基镀镍磷合金平面反射镜进行小磨头迭代抛光实验,在有效抑制中低频误差的同时,将表面粗糙度R a从2.252 n m提升到0.502 nm,提升了77.7%,实现了镍磷合金反射镜超光滑表面全频段误差的抑制。实验结果表明,宏微观协同作用去除机理适用于镍磷合金光学元件的全频段误差抑制,对于镍磷合金光学元件超精密加工提供了借鉴意义。
