微射流均質(zhì)機

為實現(xiàn)193nm投影物鏡光學元件的超光滑加工,介紹了一種非接觸式微射流超光滑表面加工方法,對該方法的材料去除特性和超光滑加工效果進行研究。首先,采用計算流體動力學理論對其材料去除機理進行了仿真研究,通過對微射流流場的壓力、速度和表面剪切力的分析得到其去除函數(shù)形狀與表面剪切力的分布相反,呈現(xiàn)W型。隨后,采用正交法對各工藝參數(shù)對拋光效果的影響進行了綜合分析,結(jié)果表明材料去除效率隨入射速度和磨料濃度的增大而增大,隨工作距離增大而減小,并且工作距離具有顯著影響,為實驗研究中工藝參數(shù)的選取提供了指導意義。最后,在自研的微射流拋光機床上對一平面熔石英進行了拋光實驗,加工樣件表面粗糙度均方根值由初始的1.02nm降為0.56nm。實驗結(jié)果表明,微射流拋光技術(shù)可以用于光學元件的超光滑加工。

采用微磨料水射流對硅片進行拋光實驗研究。根據(jù)后混合磨料水射流原理,通過設(shè)計實驗,在選取合適磨粒直徑和其他參數(shù)的條件下,采用微磨料水射流對硬脆性材料的表面進行拋光是完全可行的。并以正交試驗設(shè)計為依據(jù),分析在拋光硅片過程中,微磨料水射流主要加工工藝參數(shù)對表面粗糙度的影響。通過分析該實驗結(jié)果的相關(guān)指標,可知拋光效果較好,因此用微磨料水射流對硅片的拋光是可行的。