光學(xué)鏡片拋光工藝及研磨

天文望遠(yuǎn)鏡廠家發(fā)現(xiàn)光學(xué)鏡片經(jīng)過(guò)研磨液細(xì)磨后，其表面尚有厚約2–3m的裂痕層，要消除此裂痕層的方法即為拋光。拋光與研磨的機(jī)制一樣，唯其所使用的工具材質(zhì)與拋光液(slurry)不同，拋光所使用的材料有絨布(cloth)、拋光皮(polyurethane)及瀝青(pitch)，通常要達(dá)到高精度的拋光面，最常使用的材料為高級(jí)拋光瀝青。

利用瀝青來(lái)拋光，是藉由瀝青細(xì)致的表面，帶動(dòng)拋光液研磨鏡片表面生熱，使玻璃熔化流動(dòng)，熔去粗糙的頂點(diǎn)并填平裂痕的谷底，逐漸把裂痕層除去。目前拋光玻璃鏡片所使用的拋光粉以氧化鈰(CeO2)為主，拋光液調(diào)配的比例依鏡片拋光時(shí)期不同而有所不同，一般拋光初期與和拋光模合模時(shí)使用濃度較高的拋光液，鏡片表面光亮后，則改用濃度較稀的拋光液，以避免鏡面產(chǎn)生橘皮現(xiàn)象(鏡片表面霧化)。

拋光與研磨所用的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相同，除了拋光的工具與工作液體不一樣外，拋光時(shí)所需環(huán)境條件亦較研磨時(shí)嚴(yán)苛。一般拋光時(shí)要注意的事項(xiàng)如下：拋光瀝青的表面與拋光液中不可有雜質(zhì)，不然會(huì)造成鏡面刮傷。拋光瀝青表面要與鏡片表面吻合，否則拋光時(shí)會(huì)產(chǎn)生跳動(dòng)，因而咬持拋光粉而刮傷鏡片表面。

拋光前必須確定鏡片表面是否有研磨后所留下的刮傷或刺孔。拋光工具的大小與材質(zhì)是否適當(dāng)。瀝青的軟硬度與厚度是否適當(dāng)。拋光的過(guò)程中必須隨時(shí)注意鏡片表面的狀況及精度檢查。透鏡表面瑕疵的檢查，因?yàn)闄z測(cè)的過(guò)程是憑個(gè)人視覺(jué)及方法來(lái)判斷，所以檢驗(yàn)者應(yīng)對(duì)刮傷及砂孔的規(guī)范有深刻的認(rèn)知，要經(jīng)常比對(duì)刮傷與砂孔的標(biāo)準(zhǔn)樣版，以確保檢驗(yàn)的正確性。                        

研磨工藝及清洗     

研磨是光學(xué)玻璃生產(chǎn)中決定其加工效率和表面質(zhì)量（外觀和精度）的重要工序。研磨工序中的主要污染物為研磨粉和瀝青，少數(shù)企業(yè)的加工過(guò)程中會(huì)有漆片。其中研磨粉的型號(hào)各異，一般是以二氧化鈰為主的堿金屬氧化物。根據(jù)鏡片的材質(zhì)及研磨精度不同，選擇不同型號(hào)的研磨粉。在研磨過(guò)程中使用的瀝青是起保護(hù)作用的，以防止拋光完的鏡面被劃傷或腐蝕。

研磨后的清洗設(shè)備大致分為兩種：  一種主要使用有機(jī)溶劑清洗劑，另一種主要使用半水基清洗劑。 

(1)有機(jī)溶劑清洗采用的清洗流程如下：    

有機(jī)溶劑清洗劑（超聲波）-水基清洗劑（超聲波）-市水漂洗-純水漂洗-IPA（異丙醇）脫水-IPA慢拉干燥。        

有機(jī)溶劑清洗劑的主要用途是清洗瀝青及漆片。以前的溶劑清洗劑多采用三氯乙烷或三氯乙烯。由于三氯乙烷屬ODS（消耗臭氧層物質(zhì)）產(chǎn)品，目前處于強(qiáng)制淘汰階段；而長(zhǎng)期使用三氯乙烯易導(dǎo)致職業(yè)病，而且由于三氯乙烯很不穩(wěn)定，容易水解呈酸性，因此會(huì)腐蝕鏡片及設(shè)備。對(duì)此，國(guó)內(nèi)的清洗劑廠家研制生產(chǎn)了非ODS溶劑型系列清洗劑，可用于清洗光學(xué)玻璃；并且該系列產(chǎn)品具備不同的物化指標(biāo)，可有效滿足不同設(shè)備及工藝條件的要求。比如在少數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，鏡片表面有一層很難處理的漆片，要求使用具備特殊溶解性的有機(jī)溶劑；部分企業(yè)的清洗設(shè)備的溶劑清洗槽冷凝管較少，自由程很短，要求使用揮發(fā)較慢的有機(jī)溶劑；另一部分企業(yè)則相反，要求使用揮發(fā)較快的有機(jī)溶劑等。          

水基清洗劑的主要用途是清洗研磨粉。由于研磨粉是堿金屬氧化物，溶劑對(duì)其清洗能力很弱，所以鏡片加工過(guò)程中產(chǎn)生的研磨粉基本上是在水基清洗單元內(nèi)除去的，故而對(duì)水基清洗劑提出了極高的要求。以前由于國(guó)內(nèi)的光學(xué)玻璃專用水基清洗劑品種較少，很多外資企業(yè)都選用進(jìn)口的清洗劑。而目前國(guó)內(nèi)已有公司開(kāi)發(fā)出光學(xué)玻璃清洗劑，并成功地應(yīng)用在國(guó)內(nèi)數(shù)家大型光學(xué)玻璃生產(chǎn)廠，清洗效果完全可以取代進(jìn)口產(chǎn)品，在腐蝕性（防腐性能）等指標(biāo)上更是優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品。 

對(duì)于IPA（異丙醇）慢拉干燥，需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，某些種類的鏡片干燥后容易產(chǎn)生水印，這種現(xiàn)象一方面與IPA的純度及空氣濕度有關(guān)，另一方面與清洗設(shè)備有較大的關(guān)系，尤其是雙臂干燥的效果明顯不如單臂干燥的好，需要設(shè)備廠家及用戶注意此點(diǎn)。