【技术实现步骤摘要】
一种固结磨料联合超声雾化抛光CaF2晶体的装置和方法
[0001]本专利技术涉及晶体的抛光装置和方法。
技术介绍
[0002]氟化钙(CaF2)是一种透射范围宽、消色差与复消色优异的光学功能晶体，具有良好的光学性能、机械性能以及化学稳定性，主要应用于高能探测、红外追踪和光学元件等领域。特别是在紫外光学系统中，CaF2晶体因其紫外透光性能良好和抗激光损伤阈值高等性能成为深紫外准分子激光光刻技术的首选透镜材料。高激光损伤阈值的晶体材料是目前高能量激光系统所迫切需要的，而激光损伤阈值与晶体表面粗糙度及缺陷等因素密切相关。由于人工晶体材料自身特性优良，而被广泛应用于航空航天、医疗、信息技术等行业，但其加工后晶体表面质量优劣会直接影响到器件的使用寿命和性能。CaF2晶体具有硬度小、热传导率较低，热膨胀系数较大的特点，但在研磨和抛光过程中易产生划痕、破碎等损伤，使表面结构性缺陷和残留物嵌入，形成亚表面缺陷。目前对氟化钙晶体的表面超精密加工处理工艺一般采用机械抛光、磁流变抛光和离子束刻蚀。其中的机械抛光和磁流变抛光可以使样品的表面粗糙度达...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种固结磨料联合超声雾化抛光CaF2晶体的装置，其特征在于该装置包括第一电机(1)、抛盘(2)、抛光(3)、支撑架(4)、第二电机(5)、工件盘(6)、配重块(7)、气动夹持装置(8)、超声雾化器(9)；其中第一电机(1)与抛盘(2)连接，第一电机(1)带动抛盘(2)逆时针转动；抛光(3)置于抛盘(2)表面；其中抛光(3)有四种，分别为羊毛毡抛光垫、盘面呈网格状的沥青抛光盘、冰块型固结磨料抛光垫和陶氏抛光垫IC
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1000；支撑架(4)用来支撑第二电机(5)，第二电机(5)与工件盘(6)连接，第二电机(5)带动工件盘(6)顺时针转动；在工件盘(6)上方设置配重块(7)，在配重块(7)上方设置气动夹持装置(8)，用于调整配重块(7)对工件盘(6)的压力；其中工件盘(6)的轴线与抛盘(2)的轴线平行且距离d满足2r≤d≤R
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r，其中r为工件盘(6)的半径，R为抛盘(2)的半径；超声雾化器(9)放置在抛盘(2)侧方，保证雾化器9喷出的雾滴落在抛光(3)上。2.利用权利要求1所述的一种固结磨料联合超声雾化抛光CaF2晶体的装置对CaF2晶体抛光的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、粗磨：将羊毛毡抛光垫固定抛盘(2)上，将CaF2晶体固定于工件盘(6)上，通过调节气动夹持装置(8)将配重压力控制在50～100g/cm2，控制抛盘3转速为50～110rpm、工件盘(6)转速控制在55～85rpm进行粗磨，粗磨过程中向旋转的晶体滴加金刚砂悬浮液，粗磨时间为45～60min；粗磨结束后用超纯水冲洗CaF2晶片2～5次；二、沥青盘抛光：将盘面呈网格状的沥青抛光盘固定在抛盘(2)上，将完成粗磨的CaF2晶体固定于工件盘(6)上，通过调节气动夹持装置(8)将配重压力控制在50～100g/cm2，控制抛盘(2)转速为35～60rpm、工件盘(6)转速为50～70rpm进行抛光30～50min；接着打开超声雾化器(9)，将pH值为8.5～9.5磷酸钠溶液通过超声雾化器(9)喷入抛盘，继续抛光10～15min；其中磷酸钠溶液的喷入速率为10～200mg/min；三、冰块型固结磨料抛光垫抛光：将冰块型固结磨料抛光垫固定在抛盘(2)上，将完成沥青盘抛光CaF2晶体固定于工件盘(6)上，通过调节气动夹持装置(8)将配重压力控制在50～100g/cm2，控制抛盘(2)转速为35～60rpm、工件盘(6)转...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨春晖，郝树伟，曾俊，雷作涛，朱崇强，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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