[发明专利]空心微球表面抛光装置及方法

说明书

本发明公开了一种空心微球表面抛光装置及方法，涉及惯性约束聚变用靶丸制备领域，解决空心微球按现有抛光装置及方法进行抛光，空心微球表面易产生微小划痕导致表面粗糙度差的问题。本发明采用的方案是：空心微球表面抛光装置，包括驱动部件、转动筒和抛光瓶，驱动部件可驱动转动筒旋转，转动筒内放置抛光瓶，转动筒和抛光瓶之间设置柔性支撑结构；抛光瓶内壁的表面粗糙度不超过10nm，抛光瓶瓶腔的中部呈圆柱状、两端呈半球状，两个半球的圆心的连线与转动筒的旋转轴线重合。空心微球表面抛光方法，抛光瓶内装入标准球、抛光介质溶液，及待抛光的空心微球；调整转动筒的角度，再转动筒旋转对空心微球进行抛光。本发明适用于空心微球表面抛光。

技术领域

本发明涉及惯性约束聚变用靶丸制备领域，具体是一种降低空心微球表面粗糙度的抛光的装置及方法。

背景技术

在惯性约束聚变研究中，辉光放电聚合物(GDP)靶丸是一种常用的烧蚀靶丸壳层。然而，GDP靶丸常存在表面粗糙度大的问题，尤其是当GDP靶丸壁厚增加至100微米及以上时，其表面粗糙度可达百纳米级别，并存在部分凸起状缺陷。GDP微球表面粗糙度过大，会导致压缩过程中的流体力学不稳定性增加，严重影响物理实验的结果。

公告号为CN 206689909 U，公告日为2017-12-01的专利公开了一种球体研磨装置，该研磨装置虽然可以实现微球表面的抛光，但存在易因抛光压力不稳定造成的脆性空心球体破裂的问题。公告号为CN 104985523 A，公布日为2015-10-21的专利公开了一种易碎空心微球抛光机及抛光方法，解决了抛光压力不易控制的问题，但由于待抛光空心微球和磨盘直接接触，存在微球表面易产生微小划痕的问题，所以空心微球表面粗糙度难以达到10纳米级别，致使微球表面粗糙度达不到物理实验的要求。因此，如何降低空心GDP靶丸等空心微球表面粗糙度，是开展惯性约束聚变研究实验过程中面临并亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明首先提供一种空心微球表面抛光装置，解决空心微球通过现有抛光装置进行抛光，空心微球表面易产生微小划痕导致表面粗糙度差的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：空心微球表面抛光装置，包括驱动部件、转动筒和抛光瓶，驱动部件与转动筒传动配合并可驱动转动筒旋转，转动筒内放置至少一个抛光瓶，转动筒内侧和抛光瓶外侧之间还设置柔性支撑结构；抛光瓶包括瓶身和瓶盖，瓶身和瓶盖之间密封配合，抛光瓶内壁的表面粗糙度不超过10nm，抛光瓶内部为瓶腔，瓶腔的中部呈圆柱状、两端呈半球状，并且圆柱的半径和半球的半径相等，两个半球的圆心的连线与转动筒的旋转轴线重合。

进一步的是：所述转动筒的外侧设置从动齿轮，驱动部件包括主动齿轮，主动齿轮和从动齿轮啮合。

具体的：所述抛光瓶的瓶身和瓶盖之间螺纹连接，瓶身和瓶盖在抛光瓶内壁的连接缝位于抛光瓶长度的四分之一的位置。

更具体的：所述抛光瓶的外形呈圆柱状，抛光瓶的材质为透明有机玻璃，瓶身和瓶盖外侧还分别设置相互平行的两个平面。

具体的：所述转动筒的材质为透明有机玻璃，转动筒呈一端或两端开口的圆管状，柔性支撑结构为垫圈，每个抛光瓶通过至少两个垫圈固定于转动筒内部。

本发明还提供一种空心微球表面抛光方法，解决空心微球按现有抛光方法进行抛光，空心微球表面易产生微小划痕导致表面粗糙度差的问题。本发明采用的技术方案是：空心微球表面抛光方法，通过前述任一空心微球表面抛光装置对空心微球表面进行抛光，具体包括以下步骤：

S1、抛光瓶内装入标准球和抛光介质溶液，再装入待抛光的空心微球；

S2、抛光瓶固定安装于转动筒内，并且使转动筒的旋转轴线与水平面的夹角为5°～10°；

S3、通过驱动部件使转动筒旋转，转动筒带动抛光瓶旋转，对待抛光的空心微球进行抛光；