然后进行低温抛光，主轴转速

250 一 300rpm，抛光约为 70 分钟，几个工件的抛光效果分

别为

 Ra=3．03nm,Ra=2．98nm,Ra=1．29nm，如图 2 所示。

4．2 微晶玻璃
Zerodur 是德国微晶玻璃牌号，K9 是中国光学玻璃牌号，相当于国外牌号的 BK7，是一种
常用的光学玻璃，国产的微晶玻璃近年来也得到了广泛应用，这些都是有代表性的常用的
光学玻璃。低温抛光实验表明，对这些基本光学材抖，低温抛光的效果都很好，表面粗糙度

 

Ra 都能打破 nm 量级，进入 A 量级，例如其中的 Zerodur Ra=O．4nm，如图 3 所示。被抛光
的工件是一个直径为

30mm 圆形基片，平面度为 λ/20。 

　　

4．3 金属基镀镍层 

金属镜常选用质地轻的金属，表面镀银抛光后作反射镜用，镍层抛光是光学的常见工艺，
我们做了低温抛光实验。工件毛坯预处理后，

 Ra=2．11nm，然后做低温抛光，我们分别在

 

t＝40、100、150、210、390、500 和 560 分钟时对表面粗糙度做了测试，结果为 Ra＝
1.73、1．34、1．12、0．88、 0．73、0．68 和 0．62nm，可以看出表面粗糙度随抛光时间的加
长

 Ra 在下降，如图 4 所示为最后测量值。(本实验因当时测试仪器故障没继续作) 

　　

5 对比实验

为了评价低温抛光的优劣，我们做了同一工件材料、用同样粒度磨料，目前常用的沥青盘抛
光和低温抛光的对比实验。单晶硅片：毛坯的粗糙度

 Ra=12．04nm 主轴转速 60rpm 经过 16

小时抛光后工件表面达到

 Ra=3．16nm，如图 5 所示。 

　
微晶玻璃：同样，经过较长时间的抛光，也能接近低温抛光的表面粗糙度水平。金属基镀镍
层：实验表明沥青盘常规工艺的去除率高于低温抛光的去除率，粗糙度亦能达到同样量级。

 

对比实验结果分析：从实验结果看，浅低温冰模层抛光得到了较好的抛光效果，抛光效率
也比较高的实验结果，我们认为：
(1)浅低温抛光时，抛光磨料被固着在冰模层里，是“固体”，所以可适当提高工件主轴的转
速，例如提高到每分钟几百转，而普通传统抛光机器转速是受到限制的，否则磨料外溢，
反而效果不好。　
(2) 冰模层和工件相接触并作相对运动产生切削作用，不断的去除工件材料。另一方面冰模
层和工件接触摩擦生热，冰模层不断熔化，在冰和工件之间形成一层水膜。这时和常规抛光
相似，磨料以波动方式对材料进行去除，同时，未熔化的冰中所含的磨粒还有固着磨料的
切削作用，直到磨粒脱落。所以，低温抛光的切削作用大于普通沥青盘抛光的去除作用，所
以，冰模层抛光效果和去除率都比较好。

 

(3)浅低温抛光，我们使用的抛光模盘温度在一 30～一 50

℃。抛光过程中，抛光模盘、工件

都在我们人为创造那个小低温空间内，但工件和冰镇层的接触面上，由于生热而形成的某
种高温，还原了抛光波的液体状态，抛光液对工件的水解作用照常进行，水解作用有利于
材料的去除，所以和常规抛光一样，低温抛光同样是机械化学抛光。

6．材料去除率测定　
对光学抛光工艺来说，测量给定条件下的材料去除率是一件很不容易的事，因为光学抛光
在一段工艺过程之后，表面去除量甚小，这势必要求测试仪器具有非常高的分辨率和很严
格的测量重复性，这对采用常规方法无疑是非常困难的。难波在他们的抛光实验中采用了努
氏

(Knoop)硬度计来测量去除率， Hader 和 Weis 提出了一种在样件上切出一个微米(μm)量