[发明专利]硬脆性光学材料亚表面损伤层厚度的测量方法

摘要

本发明公开了硬脆性光学材料亚表面损伤层厚度的测量方法，首先使用磁流变加工工艺在样品表面加工出一特定剖切平面，剖切亚表面损伤层，并将亚表面损伤反映到剖切平面上；使用腐蚀性化学试剂对剖切平面进行处理，将剖切平面上的亚表面裂纹暴露放大；使用粗糙度测量工具测量剖切平面上不同位置处的粗糙度值，得到粗糙度值变化曲线；由粗糙度曲线上取得数据开始趋向平稳的临界点或极点，及测量过程中记录下的起始点，求得这两点之间的高度差或投影在原有表面两点的高度差，即样品亚表面损伤层厚度d。采用本发明方法快捷、准确，可测量多面型、多材料的光学样品，亦可实现大口径、工程化应用。

主权项

1、一种硬脆性光学材料亚表面损伤层厚度的测量方法，其特征在于，包括下述步骤：第一步，将被测工件安装于磁流变抛光机上，采用磁流变抛光的工艺，在工件光学表面上加工出一倾角为θ的微小斜面，斜剖亚表面损伤层，将亚表面损伤层中的裂纹、孔洞展现在斜面上，形成表面裂纹、孔洞；第二步，使用腐蚀性化学试剂处理加工后的斜面，去除抛光液残留杂质及覆盖亚表面裂纹的微薄抛光重积层，将裂纹更进一步暴露、放大；第三步，使用粗糙度轮廓仪或白光干涉仪从斜面上起始边界附近沿斜面不断进给、扫描，连续测量斜面上不同位置处的粗糙度值，记录数值并记下斜面上起始边界扫描点的位置坐标X1；第四步，由测得的粗糙度值数据，得到斜面上的进给值与粗糙度值之间的变化曲线，经数据处理得到粗糙度值趋向平稳的临界点或极点，记下该点的位置坐标X2；第五步，根据上述两点坐标X1和X2，求得两点之间的距离L1＝X2-X1，即斜面上的裂纹层的长度L1，由斜面倾角θ，得到对应亚表面裂纹层深度d1＝L1sinθ；第六步，使用X射线应力分析仪在斜面上测得内应力区域，得到内应力层的宽度L2，这样亚表面损伤层在斜面上的宽度即为L＝L1+L2，再由斜面倾角θ，得到对应亚表面损伤层深度d＝Lsinθ。