实现陶瓷辊棒与金属件的高温气密封接方法

　　随着国防、能源、航空航天等领域对光学功能器件需求的增加，陶瓷辊棒以其优异的光学性能、较高的机械强度和化学稳定性，逐渐被广泛应用于各种高端光学功能器件的制造。陶瓷辊棒材料的原子结合方式为离子键和共价键，具有硬度高、脆性大、断裂韧性低、弹性极限。为了提高陶瓷辊棒的磨削去除效率与加工质量，基于陶瓷辊棒化学机械磨削原理，开发了陶瓷辊棒高效精密专用水基磨削液。此专用磨削液在水基冷却液基础上分别添加了具有化学改性、冷却、润滑和防锈性能的添加剂，通过正交实验法分析了不同添加剂对陶瓷辊棒表面粗糙度的影响，在此基础上确定了各添加剂的最优成分配比组合。利用开发的专用磨削液与市售磨削液分别对陶瓷辊棒进行磨削实验，开发的专用磨削液可提高陶瓷辊棒材料的表面加工质量，其磨削性能要优于市售磨削液，能实现陶瓷辊棒高效精密化学磨削。为实现陶瓷辊棒与金属件的高温气密封接，采用磁控溅射法在陶瓷辊棒表面镀制Ti膜(即陶瓷辊棒金属化)，但由于材料性质差异较大，膜基的结合强度不够高。对镀Ti膜陶瓷辊棒进行离子注入可在膜基之间形成一个过渡层，从而有效改善膜基结合强度。

　　为提高陶瓷辊棒表面金属化膜层与基底的结合强度，利用金属蒸发真空弧(MEVVA)离子源引出的Ti离子对陶瓷辊棒及镀Ti膜陶瓷辊棒进行离子注入，剂量选择3×1016，5×1016ion/cm2，模拟分析了注入离子能量的分布，采用卢瑟福背散射分析了注入Ti离子在基体中的深度分布，利用划痕实验机对比了镀Ti膜陶瓷辊棒经Ti离子注入前后的膜基结合强度。陶瓷辊棒经Ti离子(5×1016ion/cm2)注入后，钛在基体中呈高斯分布，最大浓度分布在15~35nm范围内;镀Ti膜陶瓷辊棒经Ti离子(5×1016ion/cm2)注入后，最大浓度分布在5~15nm范围内，注入离子穿透薄膜进入基材内部。Ti离子注入剂量为5×1016ion/cm2时，膜基的结合强度比未注入样品提高了90%。利用HF酸处理提高陶瓷辊棒355nm激光诱导损伤阈值，通过优化HF溶液浓度以及陶瓷辊棒表面的酸处理时间，陶瓷辊棒的透过率和损伤阈值均有所提高，均随HF酸浓度以及酸处理时间的增加呈现先增加后下降变化。质量分数10%的HF浓度刻蚀60min后陶瓷辊棒的激光损伤阈值为15.17J/cm2，相比酸处理前提高了167.5%。对比分析了相同激光能量密度作用下有无HF酸处理陶瓷辊棒表面损伤面积变化，最后给出了HF酸处理提高陶瓷辊棒的激光诱导损伤阈值机制。

　　友情提示多掌握些相关知识可以在以后工作中解决某些困扰，希望大家能够认真阅读。

　　陶瓷辊|玻璃钢化炉陶瓷辊|陶瓷辊棒|高铝球石    http://www.taocigun.com/

　　淄博宁泰陶瓷制品有限公司友情提供     敬请转载保留