冷等离子改性KDP晶体液膜接触潮解抛光基础研究

基本信息
批准号:51805159
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:黄帅
学科分类:
依托单位:湖南大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈逢军,罗虎,贾红鹏,郭美键,张慧洁
关键词:
液膜接触KDP晶体超亲水冷等离子体潮解抛光
结项摘要

High-quality and high-efficient processing of KDP crystal is urgently required for inertial confinement fusion and other major projects. Aiming at the droplet residence in the current deliquescence polishing process that causes the uneven deliquescence and thereby results in the problem of low surface quality, a new method to realize uniform deliquescent polishing of liquid film by cold plasma modification is proposed. Cold plasma will be used for real-time hydrophilic modification. A uniform liquid membrane between polishing pad and plasma-modified KDP surface with micro-mist can be formed to overcome the problem of non-uniform point-like droplet residence in the traditional deliquescent polishing. By controlling the hydrophilicity of KDP crystal and the water content of micro-mist, the contact area and thickness of the liquid membrane were controlled to realize the prediction of the deliquescent area and the deliquescent rate. Some key issues will be studied, including generation, characteristics and effective delivery technology of atmospheric cold plasma and micro-mist that are appropriate for deliquescent polishing. The rule of real-time hydrophilic modification by cold plasma at the polishing interface will be revealed. The deliquescence mechanism of KDP crystal and the movement law of deliquescence region will also be studied. The deliquescence mechanism of two-phase flow (cold plasma and micro-mist) will be explored to establish the prediction model among each processing parameter, processing efficiency and surface quality, and to analyze the influence of different processing parameters on the sub-surface damage of KDP crystal. New technical foundation for deliquescent polishing contacting with water film is expected to be built to realize high-efficient and low-damage processing of KDP crystal.

KDP晶体高质高效加工是惯性约束核聚变装置等重大工程的迫切需求。针对现有潮解抛光工艺存在的液滴驻留引起非均匀潮解,进而导致表面质量偏低的难题,提出通过冷等离子体改性实现液膜接触均匀潮解抛光的新方法。利用冷等离子体实时亲水改性,借助微汽雾在改性表面形成均匀面域液膜接触潮解,克服传统潮解抛光非均匀点状液滴驻留的不足。通过控制KDP晶体的亲水性、微汽雾的含水量调控液膜接触面积和厚度,进而实现潮解区域和潮解速率的预测。研究适于潮解抛光的冷等离子体和微汽雾的获取、特性检测、有效送达的方法及关键技术。揭示冷等离子体在抛光界面的实时亲水改性规律、KDP晶体微汽雾潮解的机理和潮解区域移动规律。探明冷等离子体-微汽雾两相流潮解去除作用机理,建立各工艺参数与加工效率和表面质量之间的预测模型,分析不同工艺参数对亚表面损伤的影响规律。形成新的液膜接触潮解抛光技术基础,为实现KDP晶体的高效低损伤加工提供新方法。

项目摘要

本项目针对现有潮解抛光工艺存在的液滴驻留引起表面非均匀潮解,进而导致表面质量难提高的问题,提出通过冷等离子体改性实现液膜接触均匀潮解抛光的新方法。依托该项目,共发表相关学术论文15篇(SCI/EI收录14篇),授权发明专利1项,获湖南省科技进步一等奖1项,支撑7名研究生进行相关研究工作。主要的研究进展包括:(1)获得了大气压冷等离子体和微汽雾产生、特征诊断及有效送达的方法,设计并搭建了冷等离子体改性KDP晶体液膜接触潮解抛光系统。(2)揭示了大气压冷等离子体对KDP晶体表面亲水性改性的调控机理和规律,利用冷等离子体实时超亲水改性实现了材料去除层与改性层的对应,微汽雾在超亲水改性的表面形成均匀液膜实现了材料可控均匀潮解。(3)揭示了冷等离子体改性液膜接触潮解抛光工艺及超光滑表面形成机理。液体在KDP晶体表面由液滴驻留向液膜接触转化,促使KDP表面均匀潮解去除,通过“潮解→去除→再潮解→再去除”的模式获得了超光滑表面。(4)研究了冷等离子改性对KDP元件性能的影响。冷等离子体亲水改性KDP表面后,润湿性会逐步恢复至原状,且未对表面形貌造成损伤,因此不会影响使役性能。本项目的顺利实施形成了新的液膜接触潮解抛光技术基础,为实现KDP晶体的高效低损伤加工提供了新工艺。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
3

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
4

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019
5

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019

黄帅的其他基金

相似国自然基金

1

大口径KDP光学晶体元件逐点可控微纳潮解抛光新原理与新技术

批准号:51135002
批准年份:2011
负责人:郭东明
学科分类:E0509
资助金额:290.00
项目类别:重点项目
2

胶体液流动压空化射流抛光新技术基础研究

批准号:50805039
批准年份:2008
负责人:张勇
学科分类:E0509
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

SiC曲面等离子体改性/固着磨料随形抛光方法研究

批准号:51505312
批准年份:2015
负责人:樊成
学科分类:E0509
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

芳纶1414纤维表面冷等离子体改性研究

批准号:19275051
批准年份:1992
负责人:孙慕瑾
学科分类:A2701
资助金额:4.00
项目类别:面上项目