1 Skilgreining og orsakir skemmda undir yfirborði
Yfirborðsskemmdir ljóshluta (SSD, skemmdir undir yfirborði) eru venjulega nefndir í hárnákvæmni ljósfræðilegum forritum eins og sterkum leysikerfum og steinþrykkvélum, og tilvist þess takmarkar lokavinnslunákvæmni sjónhluta og hefur enn frekar áhrif á myndgreininguna frammistöðu ljóskerfa, þannig að það þarf að gefa nægilega athygli. Skemmdir undir yfirborði einkennast venjulega af sprungum inni í yfirborði frumefnisins og innri álagslagi, sem stafar af einhverri afgangs sundrungu og aflögun efnissamsetningar á nær yfirborði. Skemmdalíkanið undir yfirborði er sýnt sem hér segir: efsta lagið er fágað setlagið og síðan eru sprungugallalagið og streituaflögunarlagið neðsta lagið og efnislagið án skemmda er innsta lagið. Meðal þeirra eru sprungugallalagið og streituaflögunarlagið neðanjarðarskemmdir.
Skemmdalíkan af sjónrænum efnum undir yfirborði
Sjónhlutar efnisins eru almennt gler, keramik og önnur hörð og brothætt efni, á fyrstu vinnslustigi íhlutanna þarf að fara í gegnum mölun, fínslípun og gróft fægjaferli, í þessum ferlum eru vélræn mala og efnahvörf fyrir hendi. og gegna hlutverki. Slípiefni eða slípiefni í snertingu við yfirborð frumefnisins hefur einkenni ójafnrar kornastærðar og kraftur hvers snertipunkts á yfirborði frumefnisins er ekki einsleitur, þannig að kúpt og íhvolft lagið og innra sprungulagið mun framleitt á gleryfirborðinu. Efnið sem er til staðar í sprungna laginu er íhluturinn sem hefur brotnað í malaferlinu, en hefur ekki fallið af yfirborðinu, þannig að skemmdir undir yfirborði myndast. Hvort sem það er slípislípun lausra agna eða CNC slípun, mun þetta fyrirbæri myndast á yfirborði efnisins. Raunveruleg áhrif af skemmdum undir yfirborði eru sýnd á eftirfarandi mynd:
Skemmdir undir yfirborði
2 Aðferðir til að mæla skemmdir undir yfirborði
Þar sem ekki er hægt að hunsa skemmdir undir yfirborði, verður það að vera í raun stjórnað af framleiðendum ljóshluta. Til þess að stjórna því á áhrifaríkan hátt er nauðsynlegt að greina nákvæmlega og greina stærð neðanjarðarskemmda á yfirborði íhlutarins, frá því snemma á síðustu öld hefur fólk þróað margvíslegar aðferðir til að mæla og meta stærðina. af neðanjarðarskemmdum íhlutarins, í samræmi við hvernig áhrifin hafa á sjónhlutann, má skipta honum í tvo flokka: eyðileggjandi mæling og óeyðandi mæling (ekki eyðileggjandi prófun).
Eyðileggjandi mælingaraðferð, eins og nafnið gefur til kynna, er þörf á að breyta yfirborðsbyggingu sjónþáttarins þannig að hægt sé að koma í ljós skemmdir undir yfirborði sem ekki er auðvelt að fylgjast með og nota síðan smásjá og önnur tæki til að fylgjast með mæliaðferð er þessi aðferð venjulega tímafrek en mæliniðurstöður hennar eru áreiðanlegar og nákvæmar. Óeyðandi mælingaraðferðir, sem valda ekki frekari skemmdum á yfirborði íhluta, nota ljós, hljóð eða aðrar rafsegulbylgjur til að greina skemmdalagið undir yfirborðinu og nota magn eignabreytinga sem þær verða í laginu til að meta stærð SSD, slíkar aðferðir eru tiltölulega þægilegar og fljótlegar, en venjulega eigindleg athugun. Samkvæmt þessari flokkun eru núverandi greiningaraðferðir fyrir skemmdir undir yfirborði sýndar á myndinni hér að neðan:
Flokkun og samantekt á aðferðum til að greina skemmdir undir yfirborði
Stutt lýsing á þessum mæliaðferðum er hér á eftir:
A. Eyðileggjandi aðferðir
a) Fægingaraðferð
Áður en segulfræðileg fæging kom fram, notuðu sjónrænir starfsmenn venjulega Taper fægja til að greina skemmdir undir yfirborði sjónhluta, það er að skera sjónflötinn meðfram skáhorni til að mynda hornrétt innra yfirborð og síðan fægja ská yfirborðið. Almennt er talið að fægja muni ekki auka upprunalega skemmdir undir yfirborðinu. Sprungurnar á SSD laginu munu koma betur í ljós í gegnum niðurdýfingartæringu með efnafræðilegum hvarfefnum. Dýpt, lengd og aðrar upplýsingar um skemmdalagið undir yfirborðinu er hægt að mæla með sjónrænni athugun á halla yfirborðinu eftir dýfingu. Síðar fundu vísindamenn upp Ball dimpling aðferðina (Ball dimpling), sem er að nota kúlulaga fægiverkfæri til að pússa yfirborðið eftir slípun, kasta gryfju út, dýpt gryfjunnar þarf að vera eins djúpt og mögulegt er, þannig að greiningin hliðar gryfjunnar getur fengið upplýsingar um skemmdir undir yfirborði upprunalega yfirborðsins.
Algengar aðferðir til að greina skemmdir undir yfirborði sjónþátta
Magnetorheological polishing (MRF) er tækni sem notar segulmagnaðir vökva ræmur til að fægja sjónhluta, sem er frábrugðið hefðbundinni malbik/pólýúretan fæging. Í hefðbundinni fægiaðferð beitir fægiverkfærið venjulega stórum eðlilegum krafti á sjónflötinn, en Mr Polishing fjarlægir sjónflötinn í snertistefnu, þannig að Mr Polishing breytir ekki upprunalegum skemmdaeiginleikum undir yfirborði sjónflötsins. Þess vegna er hægt að nota Mr Polishing til að pússa gróp á sjónflötnum. Síðan er fægisvæðið greint til að meta stærð neðanjarðarskemmda upprunalega sjónflötsins.
a) Blokklímingaraðferð
Þessi aðferð hefur einnig verið notuð til að prófa skemmdir undir yfirborði. Reyndar, veldu ferhyrnt sýni með sömu lögun og efni, pússaðu tvo fleti sýnisins og notaðu síðan lím til að líma tvo fáguðu fleti sýnisins saman og malaðu síðan hliðar sýnishornanna tveggja saman á sama tíma tíma. Eftir mölun eru efnafræðileg hvarfefni notuð til að aðskilja ferningasýnin tvö. Hægt er að meta stærð neðanjarðarskemmda af völdum malastigsins með því að skoða aðskilið fágað yfirborðið með smásjá. Skýringarmynd ferli aðferðarinnar er sem hér segir:
Skýringarmynd af tjónagreiningu undir yfirborði með blokklímaðferð
Þessi aðferð hefur ákveðnar takmarkanir. Vegna þess að það er klístur yfirborð getur ástand klístraðs yfirborðs ekki endurspegla að fullu raunverulegt skemmdir undir yfirborðinu inni í efninu eftir slípun, þannig að mælingarniðurstöðurnar geta aðeins endurspeglað SSD ástandið að vissu marki.
a) Efnafræðileg æting
Aðferðin notar viðeigandi efnafræðileg efni til að eyða skemmda laginu á sjónflötnum. Eftir að veðrunarferlinu er lokið er skemmdir undir yfirborði metnar út frá yfirborðslögun og grófleika yfirborðs íhluta og vísitölubreytingu á veðrunarhraða. Algeng efnafræðileg hvarfefni eru flúorsýra (HF), ammoníumvetnisflúoríð (NH4HF) og önnur ætandi efni.
b) Þversniðsaðferð
Sýnið er krufið og rafeindasmásjá notuð til að fylgjast beint með stærð skemmda undir yfirborðinu.
c) Dye gegndreypingaraðferð
Vegna þess að yfirborðslagið á jörðu sjónhlutanum inniheldur mikinn fjölda örsprungna er hægt að þrýsta litarefnum sem geta myndað litaskil við sjónundirlagið eða andstæða við undirlagið inn í efnið. Ef undirlagið samanstendur af dökku efni er hægt að nota flúrljómandi litarefni. Þá er auðvelt að athuga skemmdir undir yfirborði sjónrænt eða rafrænt. Vegna þess að sprungurnar eru venjulega mjög fínar og inni í efninu, þegar skarpskyggni dýpt litarefnisins er ekki nóg, gæti það ekki táknað raunverulega dýpt örsprungunnar. Til þess að ná sprungudýptinni eins nákvæmlega og hægt er, hefur fjöldi aðferða verið lagðar til við gegndreypingu litarefna: vélræn forpressun og kalda isostatic pressun, og notkun rafeindanema örgreiningar (EPMA) til að greina leifar af litarefni í mjög lágum styrk.
B, ekki eyðileggjandi aðferðir
a) Matsaðferð
Matsaðferðin metur aðallega dýpt skemmda undir yfirborði í samræmi við stærð kornastærð slípiefnisins og stærð yfirborðsgrófleika íhlutans. Vísindamenn nota mikinn fjölda prófana til að staðfesta samsvarandi samband milli kornastærðar slípiefnisins og dýpt skemmda undir yfirborðinu, sem og samsvörunartöfluna á milli stærðar á yfirborðsgrófleika íhlutans og undir- yfirborðsins. yfirborðsskemmdir. Hægt er að áætla skemmdir undir yfirborði núverandi yfirborðs hluta með því að nota samsvörun þeirra.
b) Optical Coherence Tomography (OCT)
Optical coherence tomography, þar sem grunnreglan er Michelson truflun, metur mældar upplýsingar með truflunarmerkjum tveggja ljósgeisla. Þessi tækni er almennt notuð til að fylgjast með líffræðilegum vefjum og gefa þversniðssneiðmynd af yfirborðsbyggingu vefsins. Þegar OCT tækni er notuð til að fylgjast með skemmdum undir yfirborði sjónræns yfirborðs, verður að íhuga brotstuðul breytu mælda sýnisins til að fá raunverulega sprungudýpt. Aðferðin getur að sögn greint galla á 500μm dýpi með lóðréttri upplausn sem er betri en 20μm. Hins vegar, þegar það er notað fyrir SSD uppgötvun á sjónrænum efnum, er ljósið sem endurkastast frá SSD laginu tiltölulega veikt, svo það er erfitt að mynda truflun. Að auki mun yfirborðsdreifing einnig hafa áhrif á mælingarniðurstöðurnar og mælingarnákvæmni þarf að bæta.
c) Laserdreifingaraðferð
Lasergeislun á ljósmælingayfirborðinu, sem notar dreifingareiginleika leysisins til að meta stærð neðanjarðarskemmda, hefur einnig verið mikið rannsökuð. Algengar eru meðal annars Total internal refection microscopy (TIRM), Confocal laser scanning microscopy (CLSM) og intersecting polarization confocal microscopy (CPCM). krossskautun confocal smásjá o.fl.
d) Skanna hljóðsmásjá
Skönnun hljóðsmásjár (SAM), sem ultrasonic uppgötvun aðferð, er ekki eyðileggjandi prófunaraðferð sem er mikið notuð til að greina innri galla. Þessi aðferð er venjulega notuð til að mæla sýni með slétt yfirborð. Þegar yfirborð sýnisins er mjög gróft mun mælingarnákvæmni minnka vegna áhrifa frá yfirborðsdreifðum bylgjum.
3 Aðferðir við skemmdir undir yfirborði
Það er lokamarkmið okkar að stjórna á áhrifaríkan hátt skemmdum undir yfirborði sjónhluta og fá íhluti sem fjarlægja SSDS að fullu. Undir venjulegum kringumstæðum er dýpt skemmda undir yfirborði í réttu hlutfalli við stærð slípiefnisagnanna, því minni sem kornastærð slípiefnisins er, því grynnri er tjónið undir yfirborðinu, því með því að draga úr kornleika slípunarinnar og að fullu. mala, þú getur í raun bætt magn skemmda undir yfirborði. Vinnslumynd af skemmdum undir yfirborði í áföngum er sýnd á myndinni hér að neðan:
Skemmdum undir yfirborði er stjórnað í áföngum
Fyrsta stig mala mun að fullu fjarlægja skemmdir undir yfirborðinu á auða yfirborðinu og framleiða nýtt undir yfirborð á þessu stigi, og síðan í öðru stigi mala, er nauðsynlegt að fjarlægja SSD sem myndast í fyrsta þrepi og framleiða nýja neðanjarðar skemmdir aftur, vinnsla aftur á móti, og stjórna kornastærð og hreinleika slípiefnisins, og að lokum fáðu væntanlegt sjónflöt. Þetta er líka vinnslustefnan sem ljósframleiðsla hefur fylgt í hundruðir ára.
Að auki, eftir malaferlið, getur súrsun yfirborðs íhlutarins í raun fjarlægt skemmdir undir yfirborðinu og þar með bætt yfirborðsgæði og bætt vinnsluskilvirkni.
Tengiliður:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Sími/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
vefur:www.pliroptics.com
Bæta við: Bygging 1, nr.1558, leyniþjónustuvegur, Qingbaijiang, Chengdu, Sichuan, Kína
Pósttími: 18. apríl 2024
