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聚焦超聲換能器的使用特點,提出了一種新型磨料流拋光加工方法,即采用凹球殼聚焦超聲振動的方式在拋光液中產生聚焦磨料流拋光光學材料。先對聚焦超聲振動換能器的聲壓場進行了測量,證明了聲壓場具有顯著的聚焦特性,其中聲壓的值出現在焦距90 mm處;然后設計實驗,利用該裝備對碳化硅試件進行了拋光。結果表明:這一方法可以對光學材料進行拋光處理,不僅可以降低表面粗糙度和提高表面質量,而且系統結構比傳統的磨料水射流拋光系統更加簡單,沒有管路、噴嘴損耗等。

磨粒流拋光主要用于小尺寸和復雜結構化表面的光整精加工。針對磨料參數選取僅靠其定性選擇原則和經驗,導致一些工況的磨料選取不合理而嚴重影響加工質量的問題,提出了一種磨料參數模糊優選的方法。該方法基于模糊數學理論,采用模糊參數優化建立了多目標磨料參數優選模型,結合磨料參數的選擇原則和磨料參數之間的影響建立了相對優屬度矩陣和權向量,從而量化了不確定性因素。后,通過實際加工實驗驗證了該方法的合理性和可行性。 對磨料水射流拋光45鋼進行了研究,分析了材料的去除機理,在已有材料去除模型基礎上,設計了正交實驗,對不同參數組合下磨料水射流加工45鋼的表面粗糙度、材料去除率進行了MATLAB數據分析,同時從材料去除機理方面對磨料粒度、射流壓力、橫向進給速度、靶距、噴嘴沖蝕角度等加工參數對于拋光表面質量和材料去除率的影響程度和影響趨勢進行了分析。終結合加工面表面粗糙度和材料去除率,選出45鋼拋光加工優加工參數組合。

為了提高微晶玻璃化學機械拋光(CMP)的材料去除速率(MRR),降低其表面粗糙度,利用自制的拋光液對微晶玻璃進行化學機械拋光,研究了4種含不同磨料(Si O2、Al2O3、Fe2O3、Ce O2)的拋光液對微晶玻璃化學機械拋光MRR和表面粗糙度的影響.利用納米粒度儀檢測拋光液中磨料的粒徑分布和Zeta電位,利用原子力顯微鏡觀察微晶玻璃拋光前后的表面形貌.實驗結果表明,在相同條件下,采用Ce O2作為磨料進行化學機械拋光時可以獲得的表面質量,拋光后材料的表面粗糙度Ra=0.4 nm,MRR=100.4 nm/min.進一步研究了拋光液中不同質量分數的Ce O2磨料對微晶玻璃化學機械拋光的影響,結果表明,當拋光液中Ce O2質量分數為7%時,MRR達到185 nm/min,表面粗糙度Ra=1.9 nm;而當拋光液中Ce O2質量分數為5%時,MRR=100.4 nm/min,表面粗糙度Ra=0.4 nm.Ce O2磨料拋光后的微晶玻璃能獲得較低表面粗糙度和較高MRR.

采用不同粒徑的W28和W7碳化硼（B4C）磨料對藍寶石晶片進行研磨和化學機械拋光。研究了不同粒徑的B4C磨料對藍寶石晶片研磨和化學機械拋光后的移除率、粗糙度、平坦度、彎曲度、翹曲度等參數的影響。結果表明:W28和W7的磨料有不同的研磨和拋光性能,在相同的加工條件下,使用W28的B4C磨料,移除速率較快,但研磨所得藍寶石晶片的損傷層較深,單面拋光20μm不足以去除其損傷層,拋光后表面劃痕較多,粗糙度較大（Ra=1.319 nm,Rt=2.584 nm）,表面有明顯起伏;而W7磨料的移除速率慢,研磨時間長,在單面拋光移除20μm后其損傷層全部移除,拋光所得藍寶石晶片平坦度略佳,拋光表面平整,粗糙度較小（Ra=0.194 nm,Rt=0.361 nm）,無明顯起伏,表面質量相對較高,適于精修平坦度。