1.适用金刚石工件的光化学反应与剪切增稠复合抛光方法,其特征在于:
该方法利用剪切增稠抛光装置对金刚石工件进行抛光,抛光时,金刚石工件与抛光槽中的剪切增稠抛光液存在相对剪切作用,实现材料去除;
所述剪切增稠抛光液中含有双氧水、纳米二氧化硅以及光触媒微粉;抛光过程中,向剪切增稠抛光液中照射紫外光,抛光液中的光触媒微粉吸收紫外光的能量,激发电子从价带到导带上,形成自由电子与空穴,空穴具有强氧化性,将吸附在光触媒微粉表面的H2O或H2O2催化生成具有强氧化性的羟基自由基;一部分羟基自由基和纳米二氧化硅表面的Si悬挂键结合形成‑Si‑OH基团,覆盖在纳米二氧化硅表面使其表面改性,呈超亲水性;另一部分羟基自由基和金刚石表面的C悬挂键结合,生成‑OH官能团;抛光过程中,金刚石工件与剪切增稠抛光液之间的摩擦使体系升温,促使金刚石工件表面的‑OH官能团与纳米二氧化硅表面的‑Si‑OH基团发生缩合反应形成C‑O‑Si化学键合;在抛光过程中,金刚石工件受到的强剪切力打破C‑C背键,从而使金刚石工件表面的C‑O‑Si化学键合被去除,工件表面微粗糙峰在摩擦与化学的相互耦合作用下被有效去除,进而达到抛光的目的。
2.根据权利要求1所述的适用金刚石工件的光化学反应与剪切增稠复合抛光方法,其特征在于:所述抛光槽是由透光材料制成,抛光时,紫外光源设于抛光槽的底端下方或侧部。
3.根据权利要求2所述的适用金刚石工件的光化学反应与剪切增稠复合抛光方法,其
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特征在于:所述紫外光采用波长为150‑450nm的短波紫外光,紫外强度为1000‑3000mW/cm ,紫外光源距离抛光槽底端间距2‑5mm。
4.根据权利要求3所述的适用金刚石工件的光化学反应与剪切增稠复合抛光方法,其特征在于:所述剪切增稠抛光液中,双氧水占抛光液质量分数为1%‑3%、纳米二氧化硅占抛光液质量分数为45%‑55%,光触媒微粉占抛光液质量分数为2%‑4%。
5.根据权利要求1所述的适用金刚石工件的光化学反应与剪切增稠复合抛光方法,其特征在于:所述剪切增稠抛光液中还具有吸附型缓蚀剂,抛光时,所述吸附型缓蚀剂作用在金刚石工件表面形成缓蚀薄膜,随着金刚石工件的不断抛光,基体材料粗糙峰减少,表面趋于稳定,缓蚀薄膜厚度趋于稳定,降低纳米二氧化硅以及光触媒微粉对金刚石工件基体材料的表面损伤。
6.根据权利要求5所述的适用金刚石工件的光化学反应与剪切增稠复合抛光方法,其特征在于:剪切增稠抛光液中,双氧水试剂与吸附型缓蚀剂质量比为3‑5:1。
7.根据权利要求1所述的适用金刚石工件的光化学反应与剪切增稠复合抛光方法,其特征在于:所述光触媒微粉为纳米氧化锌。
8.根据权利要求1所述的适用金刚石工件的光化学反应与剪切增稠复合抛光方法,其特征在于:所述金刚石工件为采用聚晶金刚石、单晶金刚石或金刚石涂层材料制成的零件。
9.根据权利要求8所述的适用金刚石工件的光化学反应与剪切增稠复合抛光方法,其特征在于:所述金刚石工件为金刚石刀具,抛光时,将金刚石刀具的刀柄插入工件轴下端对应的夹具孔内实现装夹,露出被加工面,并控制高度使被加工面浸入剪切增稠抛光液,利用工件轴旋转带动金刚石刀具旋转,同时,抛光槽以相反的方向旋转。
10.根据权利要求9所述的适用金刚石工件的光化学反应与剪切增稠复合抛光方法,其特征在于:抛光时,抛光槽的转速为80‑110rpm,所述工件轴的转速为2‑10rpm。