專利名稱：金剛石膜的固態稀土金屬高速拋光裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于超硬材料拋光技術，特別涉及一種金剛石膜的固態稀土金屬高速拋光裝置。
背景技術：
金剛石膜是由化學氣相沉積技術沉積的純金剛石多晶膜，具有高的硬度、
耐磨性、優良的電絕緣性、導熱性、透光性和聲學特性，被視為21世紀最有發展前途的新材料，在眾多高新技術領域和國防尖端技術領域展示了很好的應用前景，如高功率激光二極管陣列及高功率電子器件封裝用的高效熱沉、強激光窗口、紅外熱成像裝置窗口、高功率微波窗口、 X射線窗口、及用于通訊系統的金剛石膜聲表面波器件等，這些金剛石膜器件既有平面形狀，又有曲面形狀。由于金剛石膜本身是多晶膜，晶粒粗大，表面粗糙，而且由于沉積過程的不均勻性，金剛石膜表面凹凸不平。因此其工業應用必須經過研磨拋光加工。由于金剛石膜硬度極高，傳統的機械研磨拋光方法效率極低。目前國內外開發研究
了一些新的拋光方法，但都存在著許多問題和不足。如激光束掃描拋光效率較高，但拋光表面質量較低，表面易殘留石墨，難以對大面積金剛石膜進行精密拋光，只能進行金剛石膜的粗加工，而且難以對曲面金剛石膜進行拋光；離子束刻蝕拋光表面質量較高，但由于受離子束和離子腔尺寸的限制，拋光金剛石膜的尺寸不能太大，而且效率太低，成本太高，不適宜工業化生產，也不適應曲面金剛石膜的拋光；熱鐵板拋光方法拋光表面質量好、效率較高，但是熱鐵板拋光采用大功率電阻絲加熱拋光盤到800…900GC，拋光盤溫度高、熱變形大，拋光必須在真空拋光反應室進行，而且需在真空拋光反應室設置高溫熱絲活化氫氣形成原子態氫，以清除擴散到拋光盤表面的碳，高溫熱絲的熱輻射使拋光盤產生的熱變形更加不均勻，雖可用于曲面金剛石膜的拋光，但設備復雜，拋光成本高；目前開發的稀土金屬刻蝕拋光利用活性稀土金屬(如La、 Ce等)在液態能夠大量溶解金剛石(碳)而對金剛石膜進行拋光，效率較高，佝拋光表面質量較低，液態稀土金屬容易對金剛石膜邊緣產生過蝕，拋光時必須在真空拋光反應室進行，因此該技術多用于金剛石膜的粗加工和金剛石膜的快速減薄，不適應曲面金剛石膜的拋光。發明內容
本實用新型的目的是提供一種不需在真空拋光反應室進行，結構簡單、拋光質量好、效率高、成本低，既可用于平面金剛石膜拋光，又可用于曲面金剛石膜拋光的金剛石膜固態稀土金屬拋光裝置。
采用的技術方案是
金剛石膜的固態稀土金屬高速拋光裝置，包括拋光頭、金剛石膜具、金剛石膜、輔助加熱裝置，金剛石膜為球面狀，拋光頭為碗狀、金剛石膜具有與拋光頭相對設置，并有一定間隙，金剛石膜位于金剛石膜具與拋光頭之間，并固定在拋光頭上，金剛石膜具和拋光頭分別各自安裝在一電動機的動力輸出軸上。
本實用新型的拋光原理是
以固態稀土金屬制成平面拋光盤或回轉曲面拋光研具，拋光盤(或拋光研具)以高拋光轉速轉動，由拋光盤與金剛石膜的相對運動產生的摩擦熱，在金剛石膜和固態稀土金屬拋光盤(或拋光研具)接觸界面形成熱化學反應環境，從而溶蝕金剛石膜拋光表面凸點碳原子，實現對金剛石膜的拋光目的。
本實用新型具有拋光效率高，拋光質量好、成本低等優點，而且由于拋光過程中熱化學反應環境僅在金剛石膜和拋光盤接觸表面間形成，拋光盤整體溫度低，熱變形小，拋光盤不會對金剛石膜邊緣產生過蝕，既可用于平面金剛石膜拋光，又可用于曲面金剛石膜拋光，拋光過程不需要在真空拋光反應室進行，設備簡單，工作可靠。


圖1是本實用新型一種實施例的結構示意圖。
具體實施方式

金剛石膜的固態稀土金屬高速拋光裝置，包括拋光頭l、金剛石膜具2、金剛石膜3、輸助加熱裝置4，金剛石膜3由金剛石膜具2固定，固態稀十.金屬成型拋光頭1安裝在一電動機的動力輸出軸5上。電動機以8000r/min的高轉速轉動，由拋光頭1與金剛石膜3的相對運動而產生摩擦熱，同時為改善曲面中心區域由于線速度低，摩擦熱不大，拋光曲面溫度不均勻問題，在金剛石膜具2內部設置了輔助加熱裝置4。在摩擦熱和輔助加熱的共同作用下，在金剛石膜和固態稀土金屬成型拋光頭接觸界面形成熱化學反應環境，固態稀土金屬成型拋光頭對金剛石膜拋光表面凸點碳原子產生溶蝕作用，從而實現對曲面金剛石膜外表面的拋光。
權利要求1、金剛石膜的固態稀土金屬高速拋光裝置，包括拋光頭、金剛石膜具、金剛石膜、輔助加熱裝置，其特征在于金剛石膜為球面狀，拋光頭為碗狀、金剛石膜具有與拋光頭相對設置，并有一定間隙，金剛石膜位于金剛石膜具與拋光頭之間，并固定在拋光頭上，金剛石膜具和拋光頭分別各自安裝在一電動機的動力輸出軸上。
專利摘要金剛石膜的固態稀土金屬高速拋光裝置，包括拋光頭、金剛石膜具、金剛石膜、輔助加熱裝置，金剛石膜為球面狀，拋光頭為碗狀、金剛石膜具有與拋光頭相對設置，并有一定間隙，金剛石膜位于金剛石膜具與拋光頭之間，并固定在拋光頭上，金剛石膜具和拋光頭分別各自安裝在一電動機的動力輸出軸上。本實用新型具有拋光效率高，拋光質量好、成本低等優點，而且由于拋光過程中熱化學反應環境僅在金剛石膜和拋光盤接觸表面間形成，拋光盤整體溫度低，熱變形小，拋光盤不會對金剛石膜邊緣產生過蝕，既可用于平面金剛石膜拋光，又可用于曲面金剛石膜拋光，拋光過程不需要在真空拋光反應室進行，設備簡單，工作可靠。
文檔編號B24B29/02GK201264207SQ20082021814
公開日2009年7月1日 申請日期2008年9月23日 優先權日2008年9月23日
發明者麗 周, 焦可如, 許立福, 黃樹濤 申請人:沈陽理工大學