[發明專利]一種固結磨料拋光墊及易潮解KDP晶體干式拋光方法

有效

• 申請號: 202110246315.4
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112959233B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 李軍;熊光輝;李凱旋;朱永偉;左敦穩;吳成;于寧斌
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;南京航空航天大學無錫研究院
• 主分類號: B24D13/00
• 分類號: B24D13/00;B24D3/00;B24B29/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 徐曉鷺

本發明公開一種固結磨料拋光墊及易潮解KDP晶體干式拋光方法，拋光方法為采用固結磨料拋光墊拋光KDP晶體、不使用液體拋光介質的干式固結磨料拋光，固結磨料拋光墊包含有磨粒、反應物、催化劑、固化劑和結合劑。拋光墊中反應物與KDP晶體發生固相化學反應，生成的過渡層在磨粒的機械作用下被去除，獲得光滑表面。本發明解決了KDP晶體易潮解的問題，提高了KDP晶體的加工效率，簡化了KDP晶體拋光工藝，同時還有環境友好，成本低等優點。

技術領域

本發明涉及精密加工技術領域，尤其是一種光學性能材料KDP晶體的拋光加工方法，具體的說是一種易潮解功能晶體KDP干式固結磨料拋光方法。

背景技術

KDP晶體具有倍頻效應、光電效應、壓電效應、非線性光學系數大、激光損傷閾值高、透光波段寬、光學均勻性優良和易實現相位配對等性能優勢，在慣性約束核聚變、通信領域、可控熱核反應、核反應爆炸等領域具有重要應用。但是KDP晶體具有硬度低、脆性大、對溫度敏感、易潮解和各向異性等特點，是國際光學界公認的最難加工的激光光學元件之一。

目前針對KDP晶體的精密加工專利有許多。專利CN 202010704951.2公開了一種用于KDP晶體的化學拋光液制備方法及拋光方法，拋光液為完全無固體顆粒的有機溶劑，通過化學作用實現材料的去除。專利CN 201910972150.1公開了一種等離子體改性液膜接觸潮解拋光裝置及拋光方法，裝置除拋光墊外還包括等離子體發生裝置和微汽霧發生裝置。專利CN 201610271922.5公開了一種磷酸二氫鉀類晶體的表面拋光方法，包括在表面旋涂一層平坦化層，再進行熱處理、真空充入反應氣體、放電刻蝕等步驟。CN201410288335.8公開了一種易潮解晶體的磁流變拋光方法，包括制配含烷氧基醇、磁敏顆粒、表面活性劑和去離子水的拋光液，芳香烴清洗后磁流變拋光加工，再芳香烴清洗等步驟。

在以上專利中，加工過程都涉及到了拋光液。但是拋光液微去除方法存在著材料去除率低、拋光液利用率低、加工過程不可控等問題，此外，拋光液的制配、霧化及清洗步驟存在有設備成本高、環境污染等問題。

發明內容

本發明目的是針對現有的KDP晶體拋光加工存在的材料去除率低、拋光工藝復雜、環境污染等問題，提供一種易潮解KDP晶體干式固結磨料拋光方法，實現易潮解KDP晶體的精密拋光。

本發明的技術方案是：

一種固結磨料拋光墊，所述拋光墊用于KDP晶體的干式拋光，所述固結磨料拋光墊中包含磨粒、反應物、催化劑、固化劑和結合劑，所述磨粒磨料為二氧化硅、氧化鈰、氧化鋁、碳化硅中的一種或一種以上的組合；

所述反應物與KDP晶體在拋光過程中發生固相化學反應，所述反應物為氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、草酸鉀中的一種或一種以上組合，質量分數為5%~40%；

所述催化劑促進固相化學反應，所述催化劑為脂肪酰胺磺基琥珀酸單酯、N-月桂酰基肌氨酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉中的一種或一種以上組合，質量分數為0.1%~10%。

進一步的，所述的磨粒粒徑為0.5~5μm，質量分數為10%~60%。

一種易潮解KDP晶體干式固結磨料拋光方法，采用上述固結磨料拋光墊拋光KDP晶體，不使用液體拋光介質的干式固結磨料拋光。固結磨料拋光墊包含磨粒、反應物、催化劑、固化劑和結合劑。反應物與KDP晶體發生固相化學反應生成的過渡層在磨粒的機械作用下被去除，得到光滑表面。

所述的磨料為二氧化硅、氧化鈰、氧化鋁、碳化硅中的一種或一種以上的組合。磨粒的粒徑為0.1~5μm，質量分數為10%~60%。

所述的反應物為氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、草酸鉀中的一種或一種以上的組合，其中，反應物的質量分數為5%~40%。反應物能夠與KDP晶體在一定條件下發生固相反應，生成的過渡層被磨粒機械去除，最終達到化學機械拋光的目的。