[发明专利]粗糙固体试件表面制成反射镜面的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光测力学实验中的试件加工方法，特别涉及一种针对粗糙固体试件表面进行反射镜面加工的方法。

背景技术

在一些光学实验中，经常需要在试件的表面加工出反射镜面，来实现光线的反射传播，满足实验光路要求。而在一些光测力学实验中，不仅要求形成的反射镜面满足光路要求，还要求镜面与固体试件表面充分耦合，使固体和镜面能够产生协调一致地变形特性，以满足光测力学的观测和实验要求。

自然界中，大多数的固体材料表面都含有大量微裂纹、空洞等瑕疵，如岩石，而非完全均质平整光滑介质，以至于在这种材料试件表面直接采用镀膜法时，制成的镜面达不到光学镜面要求，容易形成漫反射，满足不了光学实验要求。对于这种试件，目前采用的是镜面移植法，即把预先制备的铝膜转移黏贴到固体试件表面来形成反射镜面。通过该法制成的反射镜面可满足光测力学实验要求，但是该法具有很多缺点，如对操作人员的经验和技术等要求很高；移植镜面的面积有一定的限制，不能进行大面积镜面移植；实验失败率高等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于针对光测力学实验中的镜面加工问题，提供一种镜面加工的技术方法，以提高镜面移植的成功率、扩大移植镜面的适用面积、保证使用的可靠性。

粗糙固体试件表面制成反射镜面的方法，包括：首先，对粗糙固体试件表面进行初步加工，然后抛光；接着，对抛光后试件表面进行清洗、涂流动性较好胶水，并保持胶层平整、均匀，待胶层固化后，对胶层进行精细抛光、清洗，清洗后胶层表面呈光亮镜面；最后，在抛光后胶层上进行真空蒸镀，蒸镀镜面与试件表面充分耦合，反射镜面加工完成。

所述初步加工包括车削加工和研磨加工。

所述涂流动性较好胶水时采用离心机涂胶，并经离心处理后，使胶层保持平整、均匀。

所述涂胶使用的胶水为环氧树脂胶水。

本发明所述的粗糙固体试件表面制成反射镜面的方法，利用流动性较好的胶水，对粗糙固体试件表面进行均匀覆盖和填充，在胶水覆盖区通过精细抛光形成一个相对光亮、平整的镜面区，随着后续真空蒸镀，在镜面区上完成镜面移植，实现了固体试件在光测力学实验中对镜面的要求。其中，镜面的面积只与镀膜机的型号有关，较一般移植法得到的面积要大很多，具有明显的优越性。本实验方法既可以在试件表面形成大面积的反射镜面，同时加工镜面的质量和效果也较易保证，且实验操作方法简单、易控，能充分满足粗糙固体试件在光测力学实验上的使用需要。

具体实施方式

本发明的中心思想是利用流动性较好的胶水，对粗糙固体试件表面进行填充，在对胶水覆盖区进行后期抛光后，在试件表面形成一个相对平整的镜面区，以完成后续真空蒸镀过程，满足对固体试件光测力学实验的要求。

本发明所述的粗糙固体试件表面制成反射镜面的方法，具体包括：

步骤1对粗糙固体试件表面进行初步加工，然后抛光。

通常情况下，固体试件表面多带有微裂纹、空洞等结构缺陷，初步加工可有效减少或部分消除此类缺陷，同时，初步加工和抛光还可使试件表面平整、光滑，为后续涂胶过程作准备。其中，初步加工主要指的是机械加工中的车削加工和研磨加工，车削加工和研磨加工可适合各类粗糙固体试件的表面加工需要，通用性强、适用范围广。

步骤2对抛光后试件表面进行清洗，并采用离心机对试件表面涂流动性较好的环氧树脂胶水，通过离心处理，试件表面胶水被均匀扩散后形成平整、均匀的胶层，接着，从离心机中取出试件，待胶层固化后，对胶层进行单独的精细抛光，然后进行清洗，以去除表面灰尘。

本实施方式中，环氧树脂胶水采用KH2243型环氧树脂胶，其流动性较好，不仅可有效填充到试件表面，与试件表面充分接触，还可在离心机的离心处理下均匀扩展，形成均匀、平整地胶层，保证了后续加工使用的需要。离心处理完成的胶层固化后，需单独进行精细抛光处理，抛光处理时以接近抛去环氧树脂胶层为准，使试件表面保留一层尽量薄的环氧树脂胶层，并使环氧树脂胶层呈现光亮的镜面效果，从而避免了在试件表面直接加工镜面时遇到的困难。

精细抛光后的试件，为保证表面清洁，还需再次进行表面清洗，以去除精细抛光后表面残留的灰尘。

步骤3在抛光后胶层上进行真空蒸镀，蒸镀镜面与试件表面充分耦合，反射镜面加工完成。

在环氧树脂胶层表面通过真空蒸镀的方式镀上一层铝膜，即可形成所需的反射镜面。较薄的环氧树脂胶层使铝膜与固体试件表面能充分耦合，使镜面与试件可产生一致的受力变形过程，保证了光测力学实验的顺利、有效进行。