光學(xué)鏡片拋光工藝及研磨

天文望遠鏡廠家發(fā)現(xiàn)光學(xué)鏡片經(jīng)過研磨液細磨后，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)，通常要達到高精度的拋光面，最常使用的材料為高級拋光瀝青。

利用瀝青來拋光，是藉由瀝青細致的表面，帶動拋光液研磨鏡片表面生熱，使玻璃熔化流動，熔去粗糙的頂點并填平裂痕的谷底，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期不同而有所不同，一般拋光初期與和拋光模合模時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動機構(gòu)相同，除了拋光的工具與工作液體不一樣外，拋光時所需環(huán)境條件亦較研磨時嚴苛。一般拋光時要注意的事項如下：拋光瀝青的表面與拋光液中不可有雜質(zhì)，不然會造成鏡面刮傷。拋光瀝青表面要與鏡片表面吻合，否則拋光時會產(chǎn)生跳動，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。瀝青的軟硬度與厚度是否適當。拋光的過程中必須隨時注意鏡片表面的狀況及精度檢查。透鏡表面瑕疵的檢查，因為檢測的過程是憑個人視覺及方法來判斷，所以檢驗者應(yīng)對刮傷及砂孔的規(guī)范有深刻的認知，要經(jīng)常比對刮傷與砂孔的標準樣版，以確保檢驗的正確性。                        

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)的加工過程中會有漆片。其中研磨粉的型號各異，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，選擇不同型號的研磨粉。在研磨過程中使用的瀝青是起保護作用的，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：  一種主要使用有機溶劑清洗劑，另一種主要使用半水基清洗劑。 

(1)有機溶劑清洗采用的清洗流程如下：    

有機溶劑清洗劑（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，目前處于強制淘汰階段；而長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，因此會腐蝕鏡片及設(shè)備。對此，國內(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，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)較慢的有機溶劑；另一部分企業(yè)則相反，要求使用揮發(fā)較快的有機溶劑等。          

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，溶劑對其清洗能力很弱，所以鏡片加工過程中產(chǎn)生的研磨粉基本上是在水基清洗單元內(nèi)除去的，故而對水基清洗劑提出了極高的要求。以前由于國內(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)都選用進口的清洗劑。而目前國內(nèi)已有公司開發(fā)出光學(xué)玻璃清洗劑，并成功地應(yīng)用在國內(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口產(chǎn)品，在腐蝕性（防腐性能）等指標上更是優(yōu)于進口產(chǎn)品。 

對于IPA（異丙醇）慢拉干燥，需要說明的一點是，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。