为解决多孔金属结合剂CBN砂轮在高孔隙率下的强度下降问题,采用球形尿素颗粒为造孔剂,制作孔径、孔形和孔隙可控的多孔金属结合剂砂轮磨料层胎体,研究不同载荷情况下的孔隙率和孔隙排布等孔隙结构因素,对多孔金属结合剂磨料层胎体力学性能的影响规律。结果表明:孔隙有序排布时的胎体弹性模量要小于孔隙无序排布的;胎体材料的屈服强度随孔隙率增大而下降;在相同孔隙率下,孔隙有序排布的胎体,在纵向受压、孔隙正向排布的情况下屈服强度更高。

随着光学、光电子学及数码产品的蓬勃发展，K9玻璃已在诸多领域得到了广泛的应用。由于K9玻璃属于硬脆材料，在加工过程中极易发生脆性破坏，传统加工技术难以获得超光滑高质量的表面。近年来，固结磨料化学机械抛光技术以其工艺可控性强、加工效率高、加工成本低以及绿色环保等一系列优点受到越来越多的关注。本文采用显微硬度方法分析了化学机械研抛中研抛液对K9玻璃表层硬度的影响，采用失重法对固结磨料研抛K9玻璃的材料去除过程中的机械与化学作用进行了分离，利用正交实验的方法研究分析了各加工参数对K9玻璃研磨和抛光的材料去除率及三维轮廓表面粗糙度影响，优化K9玻璃的研磨抛光工艺。本文所完成的主要工作和研究成果如下：（1）研究了研抛液对K9玻璃的化学作用采用去离子水和研抛液分别浸泡K9玻璃，测量并比较浸泡后K9的维氏硬度和压痕对角线长度，根据所测数值进一步计算出K9玻璃表面生成的变质层厚度，验证了研抛液对K9玻璃的化学作用和变质层厚度随浸泡时间的变化规律。研究表明：研抛液对K9玻璃有比较剧烈的化学作用，可以在K9玻璃表面形成变质层，随着浸泡时间的延长变质层的厚度逐渐增加但增加趋势逐渐减缓

超声复合磨料振动抛光方法对工件表面材料去除量与工件表面粗糙度的影响,分析了超声复合磨料振动抛光方法;并利用ANSYS Workbench软件分别分析了超声振动条件下和超声复合磨料振动条件下工件表面结构与应力变化情况,同时在超声复合磨料振动条件下通过实验验证超声复合磨料振动抛光技术对工件表面材料去除量与工件表面粗糙度的影响程度。结果表明:超声复合磨料振动条件下工件表面位移小于超声振动条件下的工件表面位移,超声复合磨料振动条件下工件表面应力大于超声振动条件下的工件表面应力;在超声复合磨料振动条件下,影响工件表面粗糙度显著的因素是磨料质量分数,影响工件表面材料去除量显著的因素是抛光时间,且磨料质量分数为30%、抛光时间为4 h时,抛光效果。

采用雾化施液化学机械抛光（CMP）的方法,以材料去除速率和表面粗糙度为评价指标,选取适合硒化锌抛光的磨料,通过单因素实验对比CeO2、SiO2和Al2O3三种磨料的抛光效果。结果显示:采用Al2O3抛光液可以获得的材料去除率,为615.19nm/min,而CeO2和SiO2磨料的材料去除率分别只有184.92和78.56nm/min。进一步分析磨料粒径对实验结果的影响规律,表明100nm Al2O3抛光后的表面质量,粗糙度Ra仅为2.51nm,300nm Al2O3的去除速率,达到1 256.5nm/min,但表面存在严重缺陷,出现明显划痕和蚀坑。在相同工况条件下,与传统化学机械抛光相比,精细雾化抛光的去除速率和表面粗糙度与传统抛光相近,但所用抛光液量约为传统抛光的1/8,大大提高了抛光液的利用率。