[发明专利]一种芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法

说明书

一种芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法，先将SIC工件不需要加工的表面套上隔绝材料，然后完全浸没在装有芬顿试剂的反应池中，待一段时间反应，在SIC工件的表面生成等厚均匀的SIO₂表层后，将SIC工件取出，用限位装置固定在工作台上；通过浮动连接装置保证发生反应后生成的SIO₂表层均匀去除；通过机械臂调节工具系统相对于工件的位置及姿势，通过改变进入变刚度气压砂轮的压缩空气的气压调节变刚度气压砂轮的刚度，使变刚度气压砂轮与自由曲面的SIC工件贴合，使用变刚度气压砂轮对自由曲面的SIC工件进行最后的抛光。本发明提出了一种高效、低成本的芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法。

技术领域

本发明属于工件表面光整加工技术领域，提出了一种芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法。

背景技术

SIC材料因其具有良好的热传导率，高击穿场强，小的介质常数，大的禁带宽度等优点，同时又因为其具有抗辐射和耐磨等优良特性使其在半导体材料市场上的应用越来越广，在快速的发展中半导体的材料被越来越多的应用于航空航天，军事，电子等各个重要的方面。随着其应用范围的增加，平面型的SIC材料已经渐渐的不能满足于人们的需要，曲面型的SIC材料也被越来越多的需要，其具有良好的发展前景和未来。

目前加工抛光SIC的化学机械方法主要是利用芬顿辅助装置，利用芬顿反应产生的羟基自由基来氧化SIC表面使其生成SIO₂，然后利用研磨盘对其表面进行对研，不过用此方法只能只能研磨平面薄片的SIC工件，对是自由曲面的SIC工件无法加工。

目前对曲面进行抛光的方法主要有磁流变抛光，磨料射流抛光，计算机控制小磨头抛光，电解抛光等。磁流变抛光其主要是通过在磁流变液中加入抛光粉，然后通过强磁场的作用，来达到对工件表面加工抛光的作用，其虽然效果较好，但是其需要的成本太高，限制了其大规模的使用。磨料射流抛光利用混有磨料的高速射流去冲刷其工件的表面已达到加工抛光的作用，但是其要有复杂的磨粒流推动系统，且其在加工抛光时的效率较低，不能符合生产的需求。计算机控制小磨头抛光其是利用计算机来控制小磨头在表面的运动来对工件进行加工抛光，但是其效率较低，其加工精度不高。电解抛光其就是通过电解反应对工件其表面进行加工抛光，但是其只适用于部分的金属工件。

综上所述，针对目前的现有的抛光技术，综合加工效率，加工精度，加工成本等各个方面，很难对自由曲面的SIC工件进行很好的抛光。为了满足发展生产需要，迫切的需要一种可以对光学自由曲面的SIC材料进行有效率，精度较高，成本较低的抛光方法。

发明内容

为了克服现有的对于自由曲面的SIC工件的抛光技术存在的精度和效率不高等问题，以及对于芬顿反应抛光装置只能加工平面的SIC工件的问题，本发明提出了一种高效、低成本的芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法，先将SIC工件不需要加工的表面套上隔绝材料，然后完全浸没在装有芬顿试剂的反应池中，待一段时间反应，在SIC工件的表面生成等厚均匀的SIO₂表层后，将SIC工件取出，用限位装置固定在工作台上；通过浮动连接装置保证抛光力是恒力，进而保证发生反应后生成的SIO₂表层均匀去除；通过机械臂调节工具系统相对于工件的位置及姿势，通过改变进入变刚度气压砂轮的压缩空气的气压调节变刚度气压砂轮的刚度，使变刚度气压砂轮与自由曲面的SIC工件贴合，使用变刚度气压砂轮对自由曲面的SIC工件进行最后的抛光。

进一步，在整个的抛光过程中，先将SIC工件不需要加工的表面套上隔绝材料，然后用负泊松比材料的紧固件密封，之后整个放入装有芬顿试剂的反应池中，使之完全浸没，这样可以保证非反应区域与芬顿试剂完全的隔绝，使得反应区域发生芬顿反应，生成等厚均匀的SIO₂表层，保证材料均匀去除。