[发明专利]大面积接触式等离子体放电加工熔石英加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种大气压下的等离子体加工装置，具体涉及一种通过射频电源进行大面积等离子加工熔石英的装置。

背景技术

融石英是氧化硅的非晶态(玻璃态)，是典型的玻璃，主要用于精密铸造、玻璃陶瓷、耐火材料及电子电器等行业，熔石英材料因其化学性质稳定、透紫外性好、均匀性好和耐辐射性好，被广泛应用于高能激光窗口、航空航天、微电子及其他光学领域。目前，由于熔石英的特性加之对精密元件的高要求，大面积加工效率较低。针对高精度熔石英表面的加工方法分为两大类，研磨和抛光。研磨的加工效率较高，但是通常会带来表面及亚表面变质层损伤，表面质量不理想；抛光虽然能得到较好的表面质量，但对于大口径的光学元件而言，其加工周期长、效率低。因此，对于表面要求较高的光学镜片的加工，为提高加工效率，采用先研磨进行大去除的面型加工、然后抛光进行表面质量修整的方法。随着光学技术的发展，提出了真空下等离子体加工方法，但是由于真空下的等离子体加工技术需要较高的设备条件，成本高，因此大气压下等离子体加工得到人们的关注。

基于大气压下的等离子体加工分为射流和接触式加工，射流式即由阳极和阴极中产生的等离子体喷射而出，作用于工件表面进行加工，接触式即工件直接置于阴极和阳极之间进行工件的表面加工。射流加工有利于进表面质量和面型的小范围修整，但由于射流导致反应离子的活性相对较低，因此去除率也较低；接触式加工产生的等离子体直接作用于工件表面，维持等离子体中反应原子的活性，提高去除率，但是对于控制面型及表面质量的能力较弱。另外，目前对于大型光学镜片的抛光普遍采用小口径加工，对于大面积的光学零件加工加工周期长，效率低。

发明内容

本发明的目的是为解决现有等离子体加工过程中的电极温度高，加工时间短，导致反应离子的活性相对较低，去除率低的问题，提供一种大面积接触式等离子体放电加工熔石英加工装置。

本发明的大面积接触式等离子体放电加工熔石英加工装置包括射频电源、高电极、成型电极、上导流体、下导流体、地电极、导风板、端部工件夹板、气体混气箱、氦气气瓶、四氟化碳气瓶、氧气瓶、氦气流量计、四氟化碳流量计、氧气流量计、水泵、销、两个上箱盖、两个侧板和两个导气管，地电极由上端板和底座板组成，上端板沿底座板的纵向中心线设置在底座板上，且上端板与底座板制成一体，底座板上端面且位于上端板的纵向两侧为侧板安装处，底座板上端面且位于上端板的出气端一侧为出气道，底座板上端面且位于上端板的进气端一侧为进气道，端部工件夹板设置在上端板上端面的出气端一侧，导风板设置在上端板的进气端端面处，导风板的上端面与端部工件夹板的上端面在同一水平面内，导风板与端部工件夹板之间为工件槽，导风板朝向进气道一侧设有第一导气斜面，第一导气斜面由进气端至出气端倾斜向上，下导流体设置在进气道处，每个侧板安装处设置一个侧板，成型电极设置在工件槽的上方，成型电极的下端面与工件槽的上端面设有两电极之间放电间距，高电极设置在成型电极的上端面上，且高电极与成型电极通过销连接，高电极设置在两个上箱盖内，两个上箱盖以销的轴线对称设置，且一个上箱盖位于导风板的上方，另一个上箱盖位于出气道的上方，导风板上方的上箱盖上以两电极之间放电间距的水平中心线为基准对称设有第二导气斜面，上导流体与下导流体扣合设置，上导流体与下导流体之间的腔体为导气腔，上导流体的出气端端面与上箱盖连接，下导流体的出气端端面与导风板连接，上导流体和下导流体的进气端端面上均设有进气孔，两个进气孔分别通过导气管与气体混气箱连通，氦气气瓶、四氟化碳气瓶和氧气瓶分别与其对应的氦气流量计、四氟化碳流量计和氧气流量计连接，氦气流量计、四氟化碳流量计和氧气流量计均与气体混气箱连接，上端板内设有下冷却通道，高电极内设有上冷却通道，水泵分别通过导管与下冷却通道和上冷却通道连接，射频电源通过导线与高电极和底座板连接。

本发明包含以下有益效果：