一种阳极氧化抛光系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种阳极氧化抛光系统，包括控制部分和工作部分，控制部分包括电源，工作部分包括运动平台，运动平台上设置样品，样品连接电源的输出阳极，样品上方安装容器，容器内盛有抛光液，抛光液与样品可接触，抛光液连接电源的阴极，抛光液中还设有抛光头，抛光头底部安装有抛光垫，抛光头上方连接滚珠花键，滚珠花键上部连接水平同步带，同步带还连接电机的输出端，滚珠花键的顶部连接负载，负载上设置有砝码，砝码上方安装有弹簧片，弹簧片连接支点的一端，支点的另一端连接配重块；本发明专利技术系统可方便更换电解液，易于调整电解液浓度，氧化电压可调节，氧化过程中的电流变化可监测。

Anode oxidation polishing system and method

The invention discloses an anodic oxidation polishing system comprises a control part and a work part, the control part comprises a power supply, the work consists of the motion platform, motion platform is arranged on the output sample, sample anode connected to the power supply, the sample is installed above the container, a polishing liquid in the container, the polishing liquid and polishing liquid samples can contact the cathode connected to the power supply, the polishing liquid is also provided with a polishing head, a polishing pad is installed at the bottom of the polishing head and the polishing head is connected with the ball spline, the ball spline connecting the upper level synchronous belt, synchronous belt output end is also connected with the motor, the top of the ball spline connection load, load weights provided on a spring sheet is installed above the weight. One end of a spring piece is connected with a fulcrum, the fulcrum of the other end is connected with the counterweight; the system of the invention can facilitate the replacement of the electrolyte, the electrolyte concentration is easy to adjust The oxidation voltage can be adjusted, and the current change in the oxidation process can be monitored.

【技术实现步骤摘要】
一种阳极氧化抛光系统及方法
本专利技术属于阳极氧化抛光
，涉及一种阳极氧化抛光系统及方法。
技术介绍
碳化硅（SiC）作为光学零件应用的研究始于上世纪70年代，由于具有机械硬度高、化学稳定性强、热稳定性好、表面质量高、比刚度大、热变形系数小、热膨胀系数小、尺寸稳定性好、光学可加工性好、抗辐照性能好等优点，在光学领域尤其是空间光学系统中得到广泛应用，其加工技术已经成为光学镜面加工领域的研究热点之一。按照制备工艺可以将常用的SiC材料分为4种：热压烧结SiC（HP-SiC）、常压烧结SiC（S-SiC）、反应烧结SiC（RB-SiC）和化学气相沉积SiC（CVD-SiC）。在这4种材料中，HP-SiC由于不能制成形状复杂的镜坯，其在光学系统中的应用受到限制。传统的S-SiC制备工艺复杂，材料收缩率大，所需设备成本十分昂贵，制约了其制备技术的发展。CVD-SiC材料虽然致密均匀，加工性能较好，但其制备速度非常缓慢，不能制备出形状复杂、结构轻量化的坯体，因此主要用在SiC镜体的表面改性上。利用RB-SiC可以直接制备出结构复杂、轻量化程度高的大尺寸镜坯而无需额外的轻量化加工，而且材料收缩率仅为1%-2%，是一种近净尺寸成型工艺，并且制造和加工成本较低，是适用性最强的SiC光学材料。RB-SiC作为典型的难加工材料，首先是因为材料硬度大，导致加工去除效率低。RB-SiC的硬度次于金刚石，高于常用的抛光材料，导致其加工过程中材料去除效率低，尤其是在抛光阶段，由于不存在水解作用，其加工效率往往低于玻璃的十分之一。RB-SiC难加工还因为其构成组分多，导致加工表面质量差。RB-SiC的制备工艺是在陶瓷先驱体中反应活性的碳与熔融硅反应生成新的SiC，新的SiC原位结合先驱体中原有的SiC颗粒，多余的硅填充其间的气孔，在1500-1600℃条件下最终形成100%致密的RB-SiC坯体。由烧结制备工艺可知RB-SiC包含SiC和Si两相由于SiC相与Si相的物理和化学性质存在差异，直接加工RB-SiC难以获得满足光学应用要求的高质量表面。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种阳极氧化抛光系统及方法，本专利技术系统可方便更换电解液，易于调整电解液浓度，氧化电压可调节，氧化过程中的电流变化可监测。为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种阳极氧化抛光系统，系统包括控制部分和工作部分，控制部分包括电源，工作部分包括运动平台，运动平台上设置样品，样品连接电源的输出阳极，样品上方安装容器，容器内盛有抛光液，抛光液与样品可接触，抛光液连接电源的阴极，抛光液中还设有抛光头，抛光头底部安装有抛光垫，抛光头上方连接滚珠花键，滚珠花键上部连接水平同步带，同步带还连接电机的输出端，滚珠花键的顶部连接负载，负载上设置有砝码，砝码上方安装有弹簧片，弹簧片连接支点的一端，支点的另一端连接配重块。本专利技术进一步限定的技术方案是：前述样品为RB-SiC。前述电源为高速双极性电源。前述电源连接数字示波器和数字信号发生器。前述电源的阴极为铂电极丝。前述配重块、支点、砝码、负载、同步带、滚珠花键、电机及弹簧片均固定在竖直设置的固定板上。进一步的，本专利技术还提供一种阳极氧化抛光方法，包括如下具体步骤：电机通过同步带将旋转运动传递到滚珠花键的连接器上，驱动带花键主轴转动，由于主轴和连接器之间是花键连接而非固定连接，因此主轴在竖直方向上可以自由运动；配重块与主轴运动部分通过支点形成杠杆，通过在杠杆上移动配重块的位置使支点的两端平衡，添加一定重量的砝码，即可精确控制负载；运动平台带动样品运动，使抛光垫在样品表面的一定区域内加工氧化层。本专利技术的有益效果是：本专利技术中，阳极氧化抛光系统的抛光模块为了不与氧化模块冲突，并便于精确控制负载，在结构方面采取了以下设计：电机与旋转主轴之间通过同步带连接，电机安装在侧面，这样旋转主轴就不会被电机固死；旋转主轴与同步带从动轮之间通过花键连接，这样既能保证旋转主轴能够随从动轮旋转，又能使主轴在竖直方向上有足够的运动灵活性；负载通过有配重块的杠杆添加，调节杠杆右端配重的位置，在没有砝码的情况下使杠杆左右两端平衡，再向砝码盘中添加实验所需重量的砝码，实现对负载的准确控制，结构简单易于操作。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；其中，1-数字示波器，2-数字信号发生器，3-电源，4-配重块，5-支点，6-砝码，7-负载，8-同步带，9-滚珠花键，10-固定板，11-电机，12-铂电极丝，13-抛光液，14-抛光垫，15-容器，16-样品，17-运动平台，18-弹簧片。具体实施方式实施例1本实施例提供一种阳极氧化抛光系统，结构如图1所示，系统包括控制部分和工作部分，控制部分包括电源3，工作部分包括运动平台17，运动平台17上设置样品16，样品16连接电源3的输出阳极，样品16上方安装容器15，容器15内盛有抛光液13，抛光液13与样品16可接触，抛光液13连接电源3的阴极，抛光液13中还设有抛光头，抛光头底部安装有抛光垫14，抛光头上方连接滚珠花键9，滚珠花键9上部连接水平同步带8，同步带8还连接电机11的输出端，滚珠花键9的顶部连接负载7，负载7上设置有砝码6，砝码6上方安装有弹簧片18，弹簧片18连接支点5的一端，支点5的另一端连接配重块4。前述样品16为RB-SiC。前述电源3为高速双极性电源。前述电源3连接数字示波器1和数字信号发生器2。前述电源3的阴极为铂电极丝12。前述配重块4、支点5、砝码6、负载7、同步带8、滚珠花键9、电机11及弹簧片18均固定在竖直设置的固定板10上。本专利技术还提供一种阳极氧化抛光方法，包括如下具体步骤：电机11通过同步带8将旋转运动传递到滚珠花键9的连接器上，驱动带花键主轴转动，由于主轴和连接器之间是花键连接而非固定连接，因此主轴在竖直方向上可以自由运动；配重块4与主轴运动部分通过支点5形成杠杆，通过在杠杆上移动配重块4的位置使支点5的两端平衡，添加一定重量的砝码，即可精确控制负载；运动平台17带动样品16运动，使抛光垫在样品16表面的一定区域内加工氧化层。本实施例中，阳极氧化抛光系统的抛光模块为了不与氧化模块冲突，并便于精确控制负载，在结构方面采取了以下设计：电机与旋转主轴之间通过同步带连接，电机安装在侧面，这样旋转主轴就不会被电机固死；旋转主轴与同步带从动轮之间通过花键连接，这样既能保证旋转主轴能够随从动轮旋转，又能使主轴在竖直方向上有足够的运动灵活性；负载通过有配重块的杠杆添加，调节杠杆右端配重的位置，在没有砝码的情况下使杠杆左右两端平衡，再向砝码盘中添加实验所需重量的砝码，实现对负载的准确控制，结构简单易于操作。以上实施例仅为说明本专利技术的技术思想，不能以此限定本专利技术的保护范围，凡是按照本专利技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本专利技术保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阳极氧化抛光系统,其特征在于，所述系统包括控制部分和工作部分，所述控制部分包括电源（3），所述工作部分包括运动平台（17)，所述运动平台（17)上设置样品（16），所述样品（16）连接电源（3）的输出阳极，所述样品（16）上方安装容器（15），所述容器（15）内盛有抛光液（13），所述抛光液（13）与样品（16）可接触，所述抛光液（13）连接电源（3）的阴极，所述抛光液（13）中还设有抛光头，所述抛光头底部安装有抛光垫（14），所述抛光头上方连接滚珠花键（9），所述滚珠花键（9）上部连接水平同步带（8），所述同步带（8）还连接电机（11）的输出端，所述滚珠花键（9）的顶部连接负载（7），所述负载（7）上设置有砝码（6），所述砝码（6）上方安装有弹簧片（18），所述弹簧片（18）连接支点（5）的一端，所述支点（5）的另一端连接配重块（4）。

【技术特征摘要】
1.一种阳极氧化抛光系统,其特征在于，所述系统包括控制部分和工作部分，所述控制部分包括电源（3），所述工作部分包括运动平台（17)，所述运动平台（17)上设置样品（16），所述样品（16）连接电源（3）的输出阳极，所述样品（16）上方安装容器（15），所述容器（15）内盛有抛光液（13），所述抛光液（13）与样品（16）可接触，所述抛光液（13）连接电源（3）的阴极，所述抛光液（13）中还设有抛光头，所述抛光头底部安装有抛光垫（14），所述抛光头上方连接滚珠花键（9），所述滚珠花键（9）上部连接水平同步带（8），所述同步带（8）还连接电机（11）的输出端，所述滚珠花键（9）的顶部连接负载（7），所述负载（7）上设置有砝码（6），所述砝码（6）上方安装有弹簧片（18），所述弹簧片（18）连接支点（5）的一端，所述支点（5）的另一端连接配重块（4）。2.根据权利要求1所述的阳极氧化抛光系统,其特征在于，所述样品（16）为RB-SiC。3.根据权利要求1所述的阳极氧化抛光系统,其特征在于，所述电源（3）为高...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈新民，杨小翠，涂群章，张晓南，殷勤，王东，张蕉蕉，刘晴，李治中，王超，徐磊，
申请(专利权)人：中国人民解放军理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32