本發(fā)明屬于微晶玻璃化學(xué)拋光技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種微晶玻璃高光亮度化學(xué)拋光液及制備方法。
背景技術(shù)：
微晶玻璃是制作飛機控制、慣性導(dǎo)航、制導(dǎo)控制光學(xué)元件的基礎(chǔ)材料，微晶玻璃的軍用及高質(zhì)量的光學(xué)元件，由于其應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性，對光學(xué)元件的表面及內(nèi)部微孔的粗糙度及光潔度要求較高，凸凹不平表面將影響元件的光學(xué)性能指標(biāo)。
結(jié)構(gòu)復(fù)雜、具有微孔結(jié)構(gòu)的微晶玻璃精密光學(xué)元件(激光陀螺腔體)，孔道機械加工后，孔壁會留下凸凹不平的機加破壞層，激光陀螺要求腔體的回路為平滑的表面，以減少材料的放氣，這時影響陀螺存儲壽命的關(guān)鍵技術(shù)之一。將光學(xué)元件回路內(nèi)機加破壞層變成圓鈍、平滑的表面，用傳統(tǒng)光學(xué)拋光的方法不能實現(xiàn)，這就需要對精密元件的內(nèi)部孔道、凹槽進(jìn)行化學(xué)拋光，即采用化學(xué)溶液對玻璃進(jìn)行侵蝕，獲得光滑而透明的玻璃表面。
高精度激光陀螺發(fā)展，要求陀螺腔體的毛細(xì)孔的平滑、光亮程度提高。特別是微晶玻璃更換材料廠家后(德國)，微晶玻璃的組成及微晶結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，原化學(xué)拋光液及方法不在適用，使用原拋光液拋光后表面附著大量鹽類表面無光澤，拋光表面及孔道的不夠光亮、透明，化拋后可見光范圍內(nèi)(400nm～1000nm)透過率僅為33％，不能滿足總體單位對高精度光學(xué)元件的高光亮度的設(shè)計及使用要求。而且化拋去除量較小，化拋速率為僅為2～3μ//min，拋光時間長達(dá)20～30min，拋光效率低，溶液易揮發(fā)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
(一)發(fā)明目的
本發(fā)明的目的是：針對微晶玻璃高精度精密光學(xué)元件內(nèi)部孔道、表面平滑、光亮、透明的較高要求，提出一種微晶玻璃高光亮度化學(xué)拋光液及制備方法，有效解決新的微晶玻璃化學(xué)拋光表面不夠光亮、透明的問題。
(二)技術(shù)方案
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種微晶玻璃高光亮度化學(xué)拋光液，其組成成分包括：氫氟酸、硫酸、丙三醇、鹽酸；其中，氫氟酸為濃度為40％的氫氟酸溶液，硫酸為96％的濃硫酸，鹽酸為36.5％的酸溶液；組分按體積份數(shù)計，氫氟酸8～14、硫酸6～12、丙三醇3～6、鹽酸0～4。
其中，按體積份數(shù)計，氫氟酸0.56l、硫酸0.7l、丙三醇0.21l、鹽酸0.28l。
其中，按體積份數(shù)計，氫氟酸0.4l、硫酸0.6l、丙三醇0.3l、鹽酸0.15l。
其中，按體積份數(shù)計，氫氟酸0.6l、硫酸0.6l、丙三醇0.3l、鹽酸0l。
其中，按體積份數(shù)計，氫氟酸0.7l、硫酸0.56l、丙三醇0.35l、鹽酸0.14l。
其中，按體積份數(shù)計，氫氟酸1.4l、硫酸1.0l、丙三醇0.4l、鹽酸0.2l。
本發(fā)明還提供一種微晶玻璃高光亮度化學(xué)拋光液的制備方法，其包括以下步驟：
(1)按照預(yù)設(shè)配方，稱量定量的氫氟酸加入到化拋槽中；
(2)稱量定量的鹽酸加入到化拋槽中，邊加入邊攪拌；
(3)量取定量的硫酸，緩慢地倒入化拋槽中以不產(chǎn)生濺射為準(zhǔn)，將溶液混合均勻，降至室溫；
(4)加入定量丙三醇，邊加入邊攪拌；
將化拋溶液攪拌均勻后，用蓋子蓋緊化拋槽，密封存放，成品拋光液靜置12小時以上可使用。
(三)有益效果
上述技術(shù)方案所提供的微晶玻璃高光亮度化學(xué)拋光液及制備方法，利用酸對微晶玻璃的化學(xué)侵蝕作用，得到平滑、透明的表面，可以實現(xiàn)高精度陀螺腔體的毛細(xì)孔的平滑、高光亮；拋光液中硫酸、丙三醇的使用，可以調(diào)節(jié)化學(xué)反應(yīng)生成鹽類溶解度，緩沖化學(xué)反應(yīng)，改善拋光表面質(zhì)量、減少過腐蝕的發(fā)生，增加表面的平滑、光亮度；同時對酸液起了再生的作用，增強溶液的穩(wěn)定性，延長溶液的使用時間；拋光后可見光范圍內(nèi)(400nm～1000nm)透過率高達(dá)85％左右(化拋前透過率為10％)拋光后表面粗糙度ra為0.146μm～0.225μm(化拋前ra為1.834)。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本發(fā)明提供一種微晶玻璃高光亮度化學(xué)拋光液，其組成成分包括：氫氟酸、硫酸、丙三醇、鹽酸；其中，氫氟酸為濃度為40％的氫氟酸溶液，硫酸為96％的濃硫酸，鹽酸為36.5％的酸溶液；組分按體積份數(shù)計，氫氟酸8～14、硫酸6～12、丙三醇3～6、鹽酸0～4。
本發(fā)明還提供一種高光亮度微晶玻璃化學(xué)拋光液制備方法，包括以下步驟：
(1)稱量定量的氫氟酸加入到化拋槽中；
(2)稱量定量的鹽酸加入到化拋槽中，邊加入邊攪拌；
(3)量取定量的硫酸，緩慢地倒入化拋槽中以不產(chǎn)生濺射為準(zhǔn)，將溶液混合均勻，降至室溫；
(4)加入定量丙三醇，邊加入邊攪拌；
將化拋溶液攪拌均勻后，用蓋子蓋緊化拋槽，密封存放，成品拋光液，需要靜置12小時以上方可使用。
其中，氫氟酸為濃度為40％的氫氟酸溶液，硫酸為96％的濃硫酸，鹽酸為36.5％的酸溶液。
在上述化學(xué)拋光中，最佳的拋光條件為化學(xué)拋光溫度為40℃～45℃，拋光時間為6min～10min。
對微晶玻璃化學(xué)拋光質(zhì)量評價的主要技術(shù)指標(biāo)是可見光透過率、表面粗糙度(ra)。各試驗化拋前微晶玻璃的表面ra均為1.834。
本發(fā)明拋光液實施例1～實施例5的成分和質(zhì)量組成如表1所示。
表1實施例1～實施例5質(zhì)量組成及實施效果
一.實施例1
(1)稱量0.56l濃度為40％的氫氟酸加入到化拋槽中；
(2)稱量0.28l濃度為36.5％的鹽酸加入到化拋槽中，邊加入邊攪拌；
(3)量取0.7l濃度為96％的硫酸，緩慢地倒入化拋槽中以不產(chǎn)生濺射為準(zhǔn)，將溶液混合均勻，降至25℃；
(4)加入0.21l丙三醇，邊加入邊攪拌；
將化拋溶液攪拌均勻后，用蓋子蓋緊拋光槽，密封存放，成品拋光液，靜置12小時以上方可使用。
實施效果分析：
將φ26mm的微晶玻璃研磨片浸泡在該拋光液中，拋光溫度45℃，拋光時間8min,零件轉(zhuǎn)速80r/min,拋光后表面，可見光透過率(400nm～1000nm)約84.7％，拋光表面粗糙度ra＝0.183μm。
二.實施例2
(1)稱量0.4l濃度為40％的氫氟酸加入到化拋槽中；
(2)稱量0.15l濃度為36.5％的鹽酸加入到化拋槽中，邊加入邊攪拌；
(3)量取0.6l濃度為96％的硫酸，緩慢地倒入化拋槽中以不產(chǎn)生濺射為準(zhǔn)，將溶液混合均勻，降至25℃；
(4)加入0.3l丙三醇，邊加入邊攪拌；
將化拋溶液攪拌均勻后，用蓋子蓋緊拋光槽，密封存放，成品拋光液，靜置12小時以上方可使用。
實施效果分析：
將φ26mm的微晶玻璃研磨片浸泡在該拋光液中，拋光溫度40℃，拋光時間10min,零件轉(zhuǎn)速70r/min,拋光后表面，可見光透過率(400nm～1000nm)約85.2％，拋光表面粗糙度ra＝0.150μm。
三.實施例3
(1)稱量0.6l濃度為40％的氫氟酸加入到化拋槽中；
(2)量取0.6l濃度為96％的硫酸，緩慢地倒入化拋槽中以不產(chǎn)生濺射為準(zhǔn)，將溶液混合均勻，降至25℃；
(3)加入0.3l丙三醇，邊加入邊攪拌；
將化拋溶液攪拌均勻后，用蓋子蓋緊拋光槽，密封存放，成品拋光液，靜置12小時以上方可使用。
實施效果分析：
將φ26mm的微晶玻璃研磨片浸泡在該拋光液中，拋光溫度45℃，拋光時間8min,零件轉(zhuǎn)速80r/min,拋光后表面，可見光透過率(400nm～1000nm)約86％，拋光表面粗糙度ra＝0.146μm。
四.實施例4
(1)稱量0.7l濃度為40％的氫氟酸加入到化拋槽中；
(2)稱量0.14濃度為36.5％的鹽酸加入到化拋槽中，邊加入邊攪拌；
(3)量取0.56l濃度為96％的硫酸，緩慢地倒入化拋槽中以不產(chǎn)生濺射為準(zhǔn)，將溶液混合均勻，降至25℃；
(4)加入0.35l丙三醇，邊加入邊攪拌；
將化拋溶液攪拌均勻后，用蓋子蓋緊拋光槽，密封存放，成品拋光液，靜置12小時以上方可使用。
實施效果分析：
將φ26mm的微晶玻璃研磨片浸泡在該拋光液中，拋光溫度40℃，拋光時間6min,零件轉(zhuǎn)速70r/min,拋光后表面，可見光透過率(400nm～1000nm)約84.0％，拋光表面粗糙度ra＝0.209μm。
五.實施例5
(1)稱量1.4l的氫氟酸加入到化拋槽中；
(2)稱量0.2l的鹽酸加入到化拋槽中，邊加入邊攪拌；
(3)量取1.0l的硫酸，緩慢地倒入化拋槽中以不產(chǎn)生濺射為準(zhǔn)，將溶液混合均勻，降至25℃；
(4)加入0.4l丙三醇，邊加入邊攪拌；
將化拋溶液攪拌均勻后，用蓋子蓋緊拋光槽，密封存放，成品拋光液，靜置12小時以上方可使用。
實施效果分析：
將φ26mm的微晶玻璃研磨片浸泡在該拋光液中，拋光溫度42℃，拋光時間8min,零件轉(zhuǎn)速70r/min,拋光后表面，可見光透過率(400nm～1000nm)約83.2％，拋光表面粗糙度ra＝0.225μm。
本發(fā)明與原拋光溶液相比，拋光表面更光亮，拋光表面更平滑，見光范圍內(nèi)(400nm～1000nm)透過率由33％提高到85％左右，拋光后表面粗糙度ra由0.305μm減小到0.146μm，化拋去除量為0～200μm?；瘨伻コ吭龃罂s短了拋光時間，提高拋光效率。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。