[發明專利]一種獲得氧化釔透明陶瓷埃級光滑表面的方法

有效

• 申請號: 202010522039.5
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111633476B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 徐斌
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B13/00;B24B13/01;C09G1/02;B24D18/00;B24D13/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

本發明公開了一種獲得氧化釔透明陶瓷埃級光滑表面的方法，步驟是：分別配制酸性粗拋液和堿性精拋液；制作瀝青拋光盤；依次對氧化釔透明陶瓷進行粗磨和精磨，精磨結束后放入王水中浸泡24小時，再將浸泡24小時的氧化釔透明陶瓷重新在加熱平臺上上盤，待冷卻后用粗拋液在瀝青拋光盤上拋光，合格后取下并清洗干凈，再用精拋液在瀝青拋光盤上進行終道拋光，合格后取下并清洗干凈。本發明的方法處理氧化釔光學陶瓷的表面粗糙度達到了1.65埃，取得了良好的預期效果，且處理效率高，成本低。

技術領域

本發明涉及透明光學陶瓷加工技術領域，具體涉及一種獲得氧化釔透明陶瓷埃級光滑表面的方法。

背景技術

光學元件的埃級光滑表面指的是表面粗糙度小于0.5nm，具有較低的表面波紋度以及較高的面形精度的光學元件表面；作為光學元件，為獲得最高反射率，特別強調表面低散射特性或極低粗糙度值，埃級超光滑表面在現代光學及光電子學科領域的作用愈來愈重，相應的埃級超光滑加工技術也成為現代超精密加工技術的重要組成部分，埃級超光滑表面是減少光學元件散射損失，提高其抗損傷閾值的一種有效手段。強光光學元件制造是現代光學制造的重要的分支，主要用于高功率激光系統中的光學元件，不僅要求高的輪廓精度，同時還要經受高能，高功率激光輻照，抗激光損傷閾值成為重要指標。研究表明光學元件的激光損傷閾值主要是由于目前的加工工藝在光學元件表面材料去除過程中帶來的劃傷和表面/亞表面產生的缺陷所致，因此減少光學元件在加工過程中的表面及亞表面損傷，提高光學元件表面粗糙度成為目前光學加工的重要課題。

氧化釔透明陶瓷作為紅外窗口材料，及高功率激光器發光材料，對于氧化釔透明陶瓷元件的表面粗糙度加工要求非常高，并且陶瓷材料為多晶結構，對比晶體、玻璃等光學材料，表面粗糙度的加工則更為困難。目前對于氧化釔透明陶瓷的埃級超光滑表面加工還處于摸索階段。目前超光滑埃級表面的加工方法有浴法拋光、浮法拋光、離子束拋光、液體噴射拋光、磁流變拋光，以上方法雖然能加工出較好的超光滑埃級表面，但這些方法效率低，設備復雜，成本高。

發明內容

本發明的目的是提供一種獲得氧化釔透明陶瓷埃級光滑表面的方法，成本低，加工效率高。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種獲得氧化釔透明陶瓷埃級光滑表面的方法，包括以下步驟：

(1)在去離子水中加入0.5微米氧化鉻微粉，氧化鉻微粉與去離子水的質量體積為3g：50ml，攪拌，用氫氟酸調pH值為5.4-5.8，得到粗拋液，待用；取適量0.125微米的鉆石拋光液，用堿調pH值為7.5-8，得到精拋液，待用；

(2)把氧化釔透明陶瓷在加熱平臺上上盤，冷卻后先在鑄鐵磨盤上用W40 和W20的碳化硼磨料把表面磨平，之后在玻璃磨盤上用1500#綠碳硅進行精磨，磨好后把氧化釔透明陶瓷從加熱平臺上取下，冷卻后放入王水中浸泡24小時；

(3)把浸泡24小時的氧化釔透明陶瓷重新在加熱平臺上上盤，待冷卻后用步驟(1)配制的粗拋液在瀝青拋光盤上拋光，待表面面形精度和光潔度達到要求后，取下并清洗干凈，再用步驟(1)配制的精拋液在瀝青拋光盤上進行終道拋光，待表面面形精度和光潔度達到要求后，取下并清洗干凈。

優選的，步驟(3)中所述瀝青拋光盤的制備方法為：分別取瀝青180重量份、松香200重量份、60號石蠟40重量份、尼龍粉80重量份，混合后置于加熱平臺上加熱至融化，攪拌均勻，恒溫10分鐘，得瀝青混合液，之后把瀝青混合液倒在潔凈的鋁制拋光盤基底上，冷卻、固化形成拋光層，得到瀝青拋光盤。

更優選的，所述尼龍粉的粒徑為200微米。

更優選的，所述尼龍為尼龍11、尼龍12、尼龍610、尼龍612、尼龍66、尼龍1010、尼龍46、尼龍7、尼龍9、尼龍13、改性尼龍中的一種或幾種的混合物。

優選的，步驟(1)中所述堿為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。

優選的，步驟(3)中所述拋光采用四軸拋光機。