轮实验，这些都很有创造性对我们很有启发。在光学冷加工中。　
水作为磨料的载体同时也是冷却剂，无论是散粒磨料还是固着磨料抛光中都离不开水，所
以还是要在水上想办法。

 

传统的光学抛光一般使用铸铁盘，表面致以抛光模，敷料中最常用的是沥青，还有锡、绒布
和聚氨脂等，教以沥青的抛光盘可以做出一个准确的外部几何形状，例如平面、凹球面和凸
球面，然后在其表面上雕刻出纵横沟槽，形成许多个小方块，沟槽可以容纳磨料和抛光液
许多个小方块和工件相接触并相对作滑动运动，在磨料的作用下，形成对工件的切削运动
产生我们所要求的抛光效果。若在低温下抛光，必需创造低温环境条件，包括把沥青盘或锡
盘冷却到所要求的低温，然后进行低温下抛光，但低温下的沥青和锡会有那些新特点，是
需要我们解决的问题，我们没有这样作。　

 

我们走的是另外一条路：把抛光液冷冻在抛光盘上，形成一个冰的抛光模层，这样我们可
以得到一个同样形状准确的抛光模层，例如一个平面的抛光模层。即和铸铁盘沥青模层完全
一样的抛光模，它本身含有磨料类似固着磨料磨盘，当冰模层和工件相接触并做相对运动
时，就产生切削运动，就产生抛光效果。同时，可根据加工材料的不同调整冷冻深度来调整
冰模层的硬度。

 　　3．2 抛光波　

光学抛光中使用的磨料很多，例如

Al2O3、 CeO2、Gr2O3 和 SiO2 等等，抛光使用的磨料粒

度、磨料粒子的形状都直接影响抛光效果，磨粒的形状，不同磨料是不一样的，磨料粒度还
是细的好，最好选用纳米

(nm)级磨料，根据被抛光材料的不同，对表面质量要求的不同，

适当地选用不同种类、不同粒度的磨料。　

 

磨料加水形成的悬浮液，就是我们抛光工作中使用的抛光波。这种悬浮液可能呈弱碱性或弱
酸性，

 pH 值可随时调整，主要是使在抛光过程中不至于腐蚀工件。悬浮液中要求磨料具有

良好的分散性，不能结团，所以要在悬浮液中加入分散剂。磨料粒度的均匀一致是比较难达
到的，主要是限制大颗粒，防止表面被划伤。

 

冷冻磨料悬浮液，由液体变成低温固体需要一个冷冻的时间过程，这个时间过程应尽量缩
短，以防冷冻过程中磨料的沉积所造成冷冻后的冰抛光模层底层磨料很集中，而上层磨料
相对较少。对于大于

μm 量级的磨粒，在分散介质中作匀速运动，按 Stokes 定律，其沉降速

度

 

　
其中，

d 为颗粒半径，g 为重力加速度，μ 为分散介质粘度，δ，δ’分别为颗粒和分散介质密

度。

 

当颗粒很小时，沉降速度很慢，例如颗粒半径为

1μm 在不同的分散介质中，其沉降速度为

3―5μm／S。在冷冻的过程中，由于时间很短，不致于产生沉积现象。 qz+ Ga3　
对于纳米

(nm)级磨料，理论上都属于胶体颗粒，实际上总是悬浮在液体介质中，没有沉积

作用。所以，我们可以制成颗粒均匀、分散性良好的低温固体抛光模层。近年来发展的溶
胶

――凝胶(Sol――Gel)技术给我们提供了所需要的磨料，本实验使用 SiO₂作

磨抖制作抛光波。
　　

4．低温抛光实验

实验是在常温实验室内进行的，抛光盘冰模层温度在一

30～一 50

℃之间，工件做低温预处

理，加工区加罩并通入

 CO₂气或放入干冰环境温度在一 20

℃左右，若加工区

不做温度控制，就在常温下亦可进行低温抛光实验，只是抛光的冰模层消耗的很快。

 

抛光实验的光学材料有单晶硅片、微晶玻璃、

 Zerodtur、K9 玻璃及金属基镀镍层等。 

　
4．1 单晶硅片 
预加工后，被抛光的硅片的表面粗糙度

 Ra 在 10nm 量级，例如 Ra＝14．87nm 如图 1 所示，