本技術(shù)涉及激光加工，具體為一種化學(xué)輔助激光拋光金剛石的加工裝置。

背景技術(shù)：

1、金剛石在耐磨部件、電子器件、光學(xué)窗口等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而，由于直接制備的金剛石表面存在凹凸不平和較大的粗糙度，通常需要經(jīng)過拋光才能達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。而傳統(tǒng)拋光方法對金剛石的硬度和脆度構(gòu)成挑戰(zhàn)，激光拋光以其高效率和精準(zhǔn)加工特性成為拋光金剛石表面的理想選擇。

2、激光拋光主要分為熱拋光和冷拋光兩種，熱拋光加工速率快，效率高，但其缺點在于會在材料表面積累熱量，導(dǎo)致材料表面熱應(yīng)力增大，容易造成表面裂紋和光滑度不佳。冷拋光則產(chǎn)生的熱影響區(qū)較小，拋光表面幾乎不產(chǎn)生裂紋，且材料去除量易于控制，但其缺點是加工效率低、加工速率慢，不利于短時間大面積的拋光加工。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種可使化學(xué)溶液在金剛石上表面形成穩(wěn)定的水流層，使激光在水流層發(fā)生全反射，從而擴(kuò)大拋光區(qū)域，提高了拋光效率，實現(xiàn)化學(xué)輔助激光拋光金剛石，提高金剛石表面的光滑度的化學(xué)輔助激光拋光金剛石的加工裝置。

2、本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種化學(xué)輔助激光拋光金剛石的加工裝置，包括：

3、容器，所述容器的底部設(shè)置有出水口；

4、旋轉(zhuǎn)平臺，所述旋轉(zhuǎn)平臺水平分布于所述容器內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)平臺連接有旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸從所述容器的底部穿出并可旋轉(zhuǎn)地連接在基底上，所述旋轉(zhuǎn)平臺用于裝載金剛石；

5、噴射器，所述噴射器位于所述旋轉(zhuǎn)平臺的正上方中央位置，所述噴射器用于將化學(xué)溶液正向噴射至金剛石的中心位置，使金剛石表面形成水流層；

6、激光器，所述激光器位于所述噴射器的側(cè)旁，所述激光器用于發(fā)射激光束；

7、反射鏡，所述反射鏡設(shè)置于所述激光器的前方，所述反射鏡用于將從所述激光器射出的激光束反射進(jìn)聚焦透鏡，所述聚焦透鏡用于對激光束聚焦，激光束呈傾斜角度入射到水流層。

8、進(jìn)一步地，所述激光束入射角度范圍為5°-40°。

9、進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)速為10rpm-1000rpm。

10、進(jìn)一步地，所述水流層的厚度為0.4mm-12mm。

11、進(jìn)一步地，所述噴射器的水壓范圍為0.1mpa-20mpa，流速為1ml/s-1000ml/s。

12、進(jìn)一步地，所述化學(xué)溶液為氫氧化鉀、氫氧化鈉溶液、氫氧化鋇溶液中的任意一種。

13、進(jìn)一步地，所述容器的半徑為r1，30mm≦r1≦100mm，所述容器的高度為h1，10mm≦h1≦50mm。

14、進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)平臺呈扁圓柱體結(jié)構(gòu)，其半徑為r2，10mm≦r2≦70mm。

15、進(jìn)一步地，所述出水口設(shè)置有閥門，所述出水口的直徑為d，0.1mm≦d≦2mm，所述出水口的長度為h2，5mm≦h2≦10mm，所述出水口的流速為10ml/s-1000ml/s。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

17、1.本實用新型通過控制旋轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)，將金剛石吸附在旋轉(zhuǎn)平臺，通過噴射器將化學(xué)溶液噴射至金剛石表面中心位置，形成穩(wěn)定的水流層，且通過控制旋轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)速，限制水流層的厚度，當(dāng)水流層較薄時，可形成限制層，使激光在限制層內(nèi)發(fā)生全反射，從而擴(kuò)大拋光區(qū)域，提高了拋光效率，并減小熱效應(yīng)。

18、2.本實用新型采用了含有氫氧根的化學(xué)溶液，在激光初次對金剛石拋光的基礎(chǔ)上，含有氫氧根的化學(xué)溶液能夠在加熱條件下與改性金剛石反應(yīng)，進(jìn)一步提高了金剛石表面的光滑度，優(yōu)化加工效果。

19、3.本實用新型采用大功率的連接激光器，顯著縮短了金剛石的拋光時間，提高了拋光效率，有利于實現(xiàn)大規(guī)模大批量的拋光工作。

技術(shù)特征：

1.一種化學(xué)輔助激光拋光金剛石的加工裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種化學(xué)輔助激光拋光金剛石的加工裝置，其特征在于，所述激光束入射角度范圍為5°-40°。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種化學(xué)輔助激光拋光金剛石的加工裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)速為10rpm-1000rpm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種化學(xué)輔助激光拋光金剛石的加工裝置，其特征在于，所述水流層的厚度為0.4mm-12mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種化學(xué)輔助激光拋光金剛石的加工裝置，其特征在于，所述噴射器的水壓范圍為0.1mpa-20mpa，流速為1ml/s-1000ml/s。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種化學(xué)輔助激光拋光金剛石的加工裝置，其特征在于，所述化學(xué)溶液為氫氧化鉀、氫氧化鈉溶液、氫氧化鋇溶液中的任意一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種化學(xué)輔助激光拋光金剛石的加工裝置，其特征在于，所述容器的半徑為r1，30mm≦r1≦100mm，所述容器的高度為h1，10mm≦h1≦50mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種化學(xué)輔助激光拋光金剛石的加工裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)平臺呈扁圓柱體結(jié)構(gòu)，其半徑為r2，10mm≦r2≦70mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種化學(xué)輔助激光拋光金剛石的加工裝置，其特征在于，所述出水口設(shè)置有閥門，所述出水口的直徑為d，0.1mm≦d≦2mm，所述出水口的長度為h2，5mm≦h2≦10mm，所述出水口的流速為10ml/s-1000ml/s。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種化學(xué)輔助激光拋光金剛石的加工裝置，包括：容器，旋轉(zhuǎn)平臺水平分布于容器內(nèi)，旋轉(zhuǎn)平臺連接有旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸從容器的底部穿出并可旋轉(zhuǎn)地連接在基底上，旋轉(zhuǎn)平臺用于裝載金剛石，噴射器位于旋轉(zhuǎn)平臺的正上方中央位置，噴射器用于將化學(xué)溶液正向噴射至金剛石的中心位置，使金剛石表面形成水流層，激光器位于噴射器側(cè)旁，激光器用于發(fā)射激光束，反射鏡設(shè)置于激光器的前方，反射鏡用于將從激光器射出的激光束反射進(jìn)聚焦透鏡，聚焦透鏡用于對激光束聚焦，激光束呈傾斜角度入射到水流層。本技術(shù)可使化學(xué)溶液在金剛石上表面形成穩(wěn)定的水流層，使激光在水流層發(fā)生全反射，擴(kuò)大拋光區(qū)域，提高了拋光效率，提高金剛石表面的光滑度。

技術(shù)研發(fā)人員：黃加煒,陳聰,李貴林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240521
技術(shù)公布日：2025/1/9