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玻璃研磨抛光技术的原理

发布时间:2016/6/14

玻璃研磨分为粗磨和细磨(精磨),逐级使用几种粒度不同的磨料加水湿磨玻璃表面,每一 级磨料都比前一级细,直到玻璃毛面变得细致,而没有粗磨留下的划伤或坑点为止。

粗磨的目的是将制品表面粗糙不平和热成形后余留的凸出部分磨掉,使制品具有一定形 状,也就是说使制品具有规则、平整的几何形状。如用浇注法或辊压法成形的平板玻璃,表面 不平整、有波纹、厚薄不一或冷却时表面发生弯曲,经过粗磨后,玻璃板的上、下两表面具有 一定准确的平行面,且两平行面的间距相等;光学透镜通过研磨使坯体得到所需精密的曲率半 径。粗磨过程中需要磨掉较多数量的玻璃,为了加速此过程,开始采用较粗的磨料,这样磨后 的表面十分粗糙,凹陷深、隆凸高。细磨是逐级用越来越细的磨料对粗磨后留下的粗糙表面进 行加工,直到表面呈现细丝状结构,凹凸不平部分深度不超过3〜4^m,以便于抛光,使拋光 过程大为缩短。

玻璃研磨过程是应用研磨盘使磨料颗粒在玻璃上滚磨,在磨料颗粒与玻璃接触的部位,玻璃 的完整性被破坏,表现为形成不同裂纹从不同方向往玻璃内部深入,当形成交叉裂纹而与玻璃整 体分开的细屑剥落后,玻璃表面产生许多凹陷,它们决定玻璃表面具有粗糙而无光泽的性质。在 玻璃研磨过程中形成裂纹层的深度与磨料颗粒的强度有关,而磨料颗粒的强度则由磨料的本质而 定,颗粒的粒度部分地取决于颗粒的形状,一般研磨中常用粒度最细10〜20pm到最粗400pm的 石英砂颗粒。



体分开的细屑剥落后,玻璃表面产生许多凹陷,它们决定玻璃表面具有粗糙而无光泽的性质。在 玻璃研磨过程中形成裂纹层的深度与磨料颗粒的强度有关,而磨料颗粒的强度则由磨料的本质而 定,颗粒的粒度部分地取决于颗粒的形状,一般研磨中常用粒度最细10〜20pm到最粗400pm的 石英砂颗粒。


早期研磨有单独理论,以后往往将研磨和抛光结合在 一起,形成玻璃研磨抛光理论。研磨有机械磨削、机械化 学作用理论。机械磨削认为玻璃的研磨是硬度比玻璃高的 磨料在机械压力下不断运动而对表面进行磨削的结果。抛 光是研磨的延续,本质上是相同的。英国弗兰奇提出在磨 盘压力下,玻璃开始沿最大剪切面裂开,最大剪切面与垂 直线成45°角,但因为磨料颗粒的作用像三角形尖楔那样,

在玻璃的剪切面上翘起,形成贝壳形断裂面的碎裂。


Beilby则认为玻璃研磨和抛光时,玻璃表面层发生流

动,但此理论没有得到支持,因为定量研究表明,研磨只是去除表面层的玻璃,但近代超光滑研 磨抛光理论中除了表面原子去除外,也有原子的位移和流动。

在研磨过程中除了磨料的机械作用外,磨料悬浮液中有水,因此前苏联rpeSemuHKOB提出最 初玻璃在磨料颗粒尖锐凸出部分撞击下,形成较细的裂纹在毛细管作用下,水渗入此裂纹,使裂 纹扩展,造成凹陷。

前苏联学者研究了研磨时玻璃凹陷层深度和研磨裂纹贯穿到玻璃表面层深度之间的关系,对 颗粒10〜30(Vm的石英砂、刚玉、石榴石以及粒度在30jum的碳化硅和碳化硼磨料,在研磨过程 中形成裂纹贯穿的玻璃最大深度为凹陷层深度的3. 7〜4倍。




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