膠體液流動壓空化射流拋光流場數(shù)值模擬及實驗研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代光學、薄膜與集成電路技術的高速發(fā)展，光學零件與電子器件對表面質量的要求越來越高，很多要求達到超光滑表面。傳統(tǒng)的機械研磨與拋光方法難以避免機械接觸帶來的亞表面損傷，為此，各國學者都致力于尋求并發(fā)展基于新原理的超光滑表面加工方法。本文對納米顆粒膠體液流動壓空化射流這種高效綠色超光滑表面加工方法進行了探索性研究。
　　首先，對普通射流、旋轉射流與空化射流的相關理論進行了分析。研究了淹沒與非淹沒射流、普通圓柱射流與旋轉射流流場的結

2、構特性，對空化射流的產生條件以及空化射流中的空化作用進行了研究。運用有限體積法針對淹沒射流與非淹沒射流分別建立了流場分析理論模型，為后面的流場仿真與實驗探索提供了理論基礎。
　　其次，對納米顆粒膠體射流流場進行了仿真分析研究。針對采用錐形射流噴嘴和旋轉射流噴嘴的淹沒沖擊射流流場進行分析，重點討論了流場整體速度與壓力分布、工件表面處的速度與壓力分布、流場紊流強度與空化區(qū)分布規(guī)律。對旋轉射流噴嘴非淹沒沖擊射流進行了分析，比較了淹沒射流

3、與非淹沒射流流場中的不同特征。
　　最后，應用納米顆粒膠體液流動壓空化射流加工方法拋光K9試件光學玻璃表面，進行了拋光實驗的探索。對三種不同噴嘴的射流形態(tài)與拋光效果進行比較尋找合適的拋光噴嘴形式。對實驗結果分析，表明納米顆粒膠體液流動壓空化射流拋光去除效果明顯，但拋光后工件表面出現(xiàn)了白色凸起和麻點；換用不同粒徑的納米顆粒膠體液進行拋光，發(fā)現(xiàn)表面白色凸起減少但麻點依然存在，證實白色凸起為納米顆粒粘附所致。用水射流進行對比拋光后麻點仍