光學(xué)制造中的材料科學(xué)與技術(shù)

本書為引進(jìn)譯著。作者全面梳理并總結(jié)了其團(tuán)隊(duì)在光學(xué)制造方面的研究結(jié)果。全書包括兩大部分：第Ⅰ部分基本相互作用——材料科學(xué)，從摩擦學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、固體力學(xué)、斷裂力學(xué)、電化學(xué)等光學(xué)制造的基礎(chǔ)理論出發(fā)，系統(tǒng)分析了從宏觀到微觀的材料去除過程，定量描述了光學(xué)制造中不同工藝參數(shù)與光學(xué)元件性能之間的關(guān)系。第Ⅱ部分應(yīng)用——材料技術(shù)，詳細(xì)敘述了工程應(yīng)用的光學(xué)制造，匯總了現(xiàn)代光學(xué)制造中缺陷的檢測和評價(jià)方法，剖析了多方面工藝優(yōu)化的可行性，說明了各類新的拋光技術(shù)；針對高能激光系統(tǒng)要求的高損傷閾值光學(xué)元件，書末還給出了高能激光元件制作的關(guān)鍵工藝實(shí)例。

本書既是光學(xué)制造理論的梳理，也是現(xiàn)代光學(xué)制造技術(shù)與應(yīng)用的匯總，涵蓋了從光學(xué)制造工藝到光學(xué)元件性能評價(jià)等多方面的Z新理論與實(shí)踐，是一部兼具理論、方法和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的教科書和參考書。

圖片:搜狗截圖20240117143932.png

目錄

致謝

第Ⅰ部分基本相互作用——材料科學(xué)

第1章緒論

1．1光學(xué)制造工藝／2

1．2光學(xué)制造工藝的主要特點(diǎn)／5

1．3材料去除機(jī)制／8

參考文獻(xiàn)／10

第2章面形

2．1普雷斯頓方程／12

2．2普雷斯頓系數(shù)／13

2．3界面摩擦力／16

2．4運(yùn)動(dòng)和相對速度／18

2．5壓力分布／22

2．5．1施加的壓力分布／22

2．5．2彈性拋光盤響應(yīng)／23

2．5．3流體動(dòng)力／24

2．5．4力矩／26

2．5．5黏彈性和黏塑性拋光盤特性／29

2．5．6工件拋光盤失配／33

2．6確定性面形／54

參考文獻(xiàn)／57

第3章表面質(zhì)量

3．1亞表面機(jī)械損傷／63

3．1．1壓痕斷裂力學(xué)／63

3．1．2研磨過程中的亞表面機(jī)械損傷／76

3．1．3拋光過程中的SSD／91

3．1．4蝕刻對SSD的影響／99

3．1．5最小化SSD的策略／107

3．2碎屑、顆粒和殘留物／108

3．2．1顆粒／108

3．2．2殘留物／110

3．2．3清潔策略和方法／112

3．3拜爾培層／114

3．3．1通過兩步擴(kuò)散的鉀滲透／116

3．3．2化學(xué)反應(yīng)性引起的鈰滲透／118

3．3．3拜爾培層和拋光工藝的化學(xué)結(jié)構(gòu)機(jī)械模型／122

參考文獻(xiàn)／124

第4章表面粗糙度

4．1單顆粒去除功能／130

4．2拜爾培層特性／137

4．3漿料粒度分布／138

4．4拋光盤機(jī)械性能和形貌／141

4．5漿料界面相互作用／144

4．5．1漿料島和

粗糙度／144

4．5．2漿料中顆粒的膠體穩(wěn)定性／148

4．5．3拋光界面處的玻璃拋光生成物堆積／150

4．5．4拋光界面處的三種力／152

4．6漿料再沉積／154

4．7預(yù)測粗糙度／157

4．7．1集成赫茲多間隙(EHMG)模型／157

4．7．2島分布間隙(IDG)模型／164

4．8降低粗糙度的策略／167

4．8．1策略1： 減少或縮小每粒子負(fù)載的分布／167

4．8．2策略2： 修改給定漿料的去除函數(shù)／168

參考文獻(xiàn)／170

第5章材料去除率

5．1磨削材料去除率／173

5．2拋光材料去除率／178

5．2．1與宏觀普雷斯頓方程的偏差／178

5．2．2宏觀材料去除的微觀／分子描述／179

5．2．3影響單顆粒去除函數(shù)的因素／185

參考文獻(xiàn)／195

第Ⅱ部分應(yīng)用——材料技術(shù)

第6章提高產(chǎn)量： 劃痕鑒定和斷口分析

6．1斷口分析101／200

6．2劃痕辨識／204

6．2．1劃痕寬度／205

6．2．2劃痕長度／206

6．2．3劃痕類型／207

6．2．4劃痕密度／208

6．2．5劃痕方向和滑動(dòng)壓痕曲率／208

6．2．6劃痕模式和曲率／208

6．2．7工件上的位置／209

6．2．8劃痕辨識示例／209

6．3緩慢裂紋擴(kuò)展和壽命預(yù)測／210

6．4斷裂案例研究／213

6．4．1溫度誘發(fā)斷裂／213

6．4．2帶摩擦的鈍性載荷／221

6．4．3玻璃與金屬接觸和邊緣剝落／223

6．4．4膠合導(dǎo)致碎片斷裂／225

6．4．5壓差引起的工件失效／226

6．4．6化學(xué)相互作用和表面裂紋／229

參考文獻(xiàn)／233

第7章新工藝及表征技術(shù)

7．1工藝技術(shù)／236

7．1．1剛性與柔性固定塊／236

7．1．2淺層蝕刻和深蝕刻／240

7．1．3使用隔膜或修整器進(jìn)行拋光墊磨損管理／241

7．1．4密封、高濕度拋光腔室／244

7．1．5工程過濾系統(tǒng)／244

7．1．6漿液化學(xué)穩(wěn)定性／246

7．1．7漿料壽命和漿料回收／250

7．1．8超聲波拋光墊清洗／250

7．2工件表征技術(shù)／252

7．2．1使用納米劃痕技術(shù)表征單顆粒去除函數(shù)／252

7．2．2使用錐形楔片測量亞表面損傷／253

7．2．3使用特懷曼效應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力測量／255

7．2．4使用SIMS對拜爾培層進(jìn)行表征／255

7．2．5使用壓痕和退火進(jìn)行表面致密化分析／256

7．2．6使用靜態(tài)壓痕法測量裂紋發(fā)生和擴(kuò)展常數(shù)／258

7．3拋光或研磨系統(tǒng)表征技術(shù)／258

7．3．1使用SPOS分析的漿料PSD末端結(jié)構(gòu)／258

7．3．2使用共焦顯微鏡測量拋光墊形貌／259

7．3．3使用zeta電位測量漿料穩(wěn)定性／259

7．3．4紅外成像測量拋光過程中的溫度分布／261

7．3．5使用非旋轉(zhuǎn)工件拋光表征漿料空間分布和黏彈性研磨盤響應(yīng)／261

7．3．6使用不同盤面槽結(jié)構(gòu)分析漿料反應(yīng)性與距離／262

參考文獻(xiàn)／263

第8章新型拋光方法

8．1磁流變拋光／265

8．2浮法拋光／271

8．3離子束成形／273

8．4收斂拋光／275

8．5滾磨拋光／279

8．6其他子孔徑拋光方法／285

參考文獻(xiàn)／288

第9章抗激光損傷光學(xué)元件

9．1激光損傷前體／296

9．2減少激光光學(xué)元件中的SSD／300

9．3高級緩解過程／301

參考文獻(xiàn)／306