目前研磨加工,應(yīng)用多的是光學(xué)玻璃和眼鏡片玻璃的加工;特殊情 況下使用的壓延法夾絲平板玻璃需要研磨;微晶玻璃基片和超薄玻璃基片等也需要研磨。

　　玻璃的研磨分粗磨和細(xì)磨,粗磨是用顆粒尺寸相對較大的磨料將玻璃表面或 制品表面粗糙不平或成形時余留部分的玻璃磨去,使制品具有需要的形狀、尺寸 和平整度。采用粗磨料研磨效率高,但玻璃表面留下凹陷坑和裂紋層較大,需要 用細(xì)磨料進(jìn)行細(xì)磨,直至玻璃表面的毛面狀態(tài)變得較細(xì)致,后面用拋光材料進(jìn)行 拋光,使毛面玻璃表面形成光滑的表面,并具有光澤。研磨、拋光是兩個不同的 工序,這兩個工序合起來,稱為磨光。經(jīng)研磨、拋光后的玻璃,稱磨光玻璃。

　　多年來,各國有很多學(xué)者在研究研磨機(jī)理,共存的見解歸納起來大體可分為 三個階段:磨削作用論;流動層論;化學(xué)作用論。

　　磨削作用論:1665 年虎克提出研磨是用磨料將玻璃磨削到一定的形狀,拋光是研磨的延伸;從而使玻璃表面光滑,研磨純粹是機(jī)械作用。這一認(rèn)識延續(xù)至十 九世紀(jì)末。

　　流動層論:在磨削作用論的基礎(chǔ)上,以英國學(xué)者雷萊,認(rèn)為玻璃拋光時,表面有一定的流動性,也稱可塑層。正是可塑層的流動,把玻璃的毛 面凹凸填平,達(dá)到了拋光效果。

　　化學(xué)作用論:后面,英國的普萊斯頓和蘇聯(lián)的格列賓希科夫先后提出:在玻 璃的磨光過程中,不是機(jī)械作用,而且存在著物理、化學(xué)的作用。

　　比較現(xiàn)代的觀點認(rèn)為:玻璃的研磨過程首先是磨料與玻璃作相對運(yùn)動,磨料 對玻璃表面進(jìn)行刻劃與剝離的機(jī)械作用,在玻璃上形成微裂紋。研磨料漿中的水 既起著冷卻作用,同時又與玻璃的新生表面發(fā)生水解作用,生成膠,具有一定 的化學(xué)作用。如此重復(fù)進(jìn)行,玻璃表面就形成了一層凹陷的毛面,并帶有一定深 度的裂紋層。

　　研磨后的玻璃斷面如圖 1.1 所示。

　　圖 1.1 研磨玻璃斷面(凹陷層及裂紋層)[18] h-平均凹陷層 f-平均裂紋層 F-比較大裂紋層

　　根據(jù)蘇聯(lián)學(xué)者卡恰洛夫研究,凹陷層的平均深度 h,決定于磨料的性質(zhì)與顆 粒直徑[19],其關(guān)系為:

　　h=K1 D (1.1)

　　式中 K1 ――為不同磨料的研磨常數(shù),見表 1.1 D――為磨料平均直徑。

　　表 1.1 各種磨料的研磨常數(shù)

　　磨料種類 石英砂 石榴石 剛玉 碳化硅 碳化硼 研磨常數(shù) K1 0.17 0.22 0.27 0.28 0.33

　　這時產(chǎn)生的裂紋層的平均深度f 與凹陷層的平均深度h 的關(guān)系為 f=2.3h (1.2)

　　而比較大裂紋層深度為: F=3.7~4.0h (1.3)

　　不同化學(xué)組成的玻璃,其物理、力學(xué)和化學(xué)等性能均有差異,這對研磨表面生成的凹陷層深度和裂紋層深度都有很大影響。表 1.2 為各種不同材質(zhì)玻璃均采 用直徑 105-150μm 的碳化硅磨料,在相同的研磨條件下研磨,所得不同玻璃的凹 陷層和裂紋層深度。從表中看出,機(jī)械強(qiáng)度高的玻璃,凹陷層深度和裂紋層 深度都比較小。

　　表1.2 不同玻璃研磨后的凹陷層和裂紋層深度

　　將原始毛坯玻璃研磨成精確的形狀、尺寸和表面平整的制品,一般磨除量為 0.2-1mm,或者更多些。為提高效率,開始要用較粗的磨料,但由于粗顆粒磨料 使玻璃表面留下的凹陷層深度和裂紋層深度很大,不利于拋光,所以要逐級降低 磨料粒度,一般經(jīng)后面一級研磨的玻璃毛面的凹陷層平均深度為 3-4μm,比較大裂 紋深度為 10-15μm。