【中玻網(wǎng)】玻璃拋光歷史悠久，中世紀歐洲制造玻璃鏡時，采用了粗磨、細磨和拋光，我國乾隆玻璃的拋光質(zhì)量已很高。目前除了平板玻璃、器皿玻璃、藝術玻璃應用傳統(tǒng)的拋光技術外，先進的光學制造、微光學制作、IT及光電子行業(yè)的基片制作均需要超光滑和超準確拋光技術，如平板顯示器(FPD)普通Genii型的粗糙度Ra<20nm，有源矩陣a-SiTFT和P-SiTFT基片玻璃的粗糙度均要求小于5nm。光盤和磁盤基片玻璃要求表面粗糙度為1〜6nm，哈勃望遠鏡的輕型主鏡拋光后粗糙度達12nm，這些超光滑和超準確要求，促進了拋光新技術的發(fā)展。
　　
　　超光滑拋光(Super-smoothpolishing)指拋光后表面粗糙度達到納米級，從零點幾納米到幾十納米。超準確拋光(ultra-precisionpolishing)指拋光時精度是分子或原子級的拋除，也就是加工精度為納米級。超光滑拋光和超準確拋光是緊密聯(lián)系在一起的，但也略有區(qū)別，超光滑拋光著重于拋光后表面光滑程度，而超準確拋光后的面形達到原設計的精度，兩者均可用表面粗糙度來表示，近代的拋光新技術，使加工后玻璃表面粗糙度顯著降低，如采用浴法(BFP)拋光，玻璃表面粗糙度可達到0.27nm，浮法拋光表面粗糙度可小于0.2nm。
　　
　　拋光新技術可分為接觸式拋光和非接觸式拋光兩大類型。接觸式拋光包括數(shù)控小工具拋光、應力盤拋光、浴法拋光(BFP)、浮法拋光、磁流變拋光等。非接觸式拋光主要指離子束拋光、等離子體輔助拋光、電子束拋光和激光拋光。本文除了評述各種方法的特點外，要點闡述離子束拋光與電子束拋光。
　　
　　1接觸式拋光新技術
　　
　　接觸式拋光是由傳統(tǒng)的拋光盤模式發(fā)展而來，與傳統(tǒng)的拋光相比，采用數(shù)字控制（CNC)機床運行、新型的拋光工具（如應力拋光盤、磁流變拋光盤）與納米級超細拋光劑。
　　
　　數(shù)控小工具拋光技術是用計算機數(shù)控小工具拋光模（拋光頭）對玻璃表面進行拋光，根據(jù)所建立的數(shù)學模型，通過拋光頭在玻璃表面上的運動途徑，相對應力與駐留時間來控制拋除量，可以制備大中型非球面光學零件。此種拋光設備由拋光機床、實時干涉測量以及數(shù)字控制系統(tǒng)（CNC)組成。Itek公司制造的4m數(shù)控小工具拋光機，非常大拋光玻璃鏡片直徑可達4m，拋光效率明顯提高，時間只用四周，而傳統(tǒng)經(jīng)典方法達到同樣效果需要1年。Parkm-Elmer采用此技術，拋光望遠鏡鏡片，較終面形粗糙度為12nm。
　　
　　應力拋光盤技術(stressedlappolishing)系米用大尺寸剛性材料作為基盤，在周邊可變壓力作用下，盤的表面可隨時改變所需要的面形。在拋光過程中，安裝于應力盤上驅(qū)動器根據(jù)計算機發(fā)出的變形盤相對鏡面位置和方向的指令，改變邊緣力矩的大小，使應力盤始終與被拋光玻璃的非球面光學表面相匹配。
　　
　　美國亞利桑那大學Steward天文臺大尺寸鏡片實驗室用應力盤拋光技術加工大尺寸高陡度非球面反射鏡，表面粗糙度達到全口徑20nm。
　　
　　浴法拋光(Bowl-FeedPolishing)簡稱BFP方法[6]，也稱水中拋光法，玻璃和拋光模同時都浸在拋光液的拋光方法，拋光時產(chǎn)生摩擦熱均可擴散到拋光液中，不致使玻璃和拋光工具的溫度升高很多，玻璃的熱變形和拋光模的塑性流動達到較小，從而可用純浙青作為拋光模對玻璃進行拋光，使玻璃表面非常光滑。拋光時采用較細的拋光粉和很低的拋光壓力，拋光較后階段還可用稀釋的拋光液或清水拋光，均有利于降低表面粗糙度。
　　
　　以超細氧化鋁粉為拋光劑，采用浴法拋光工藝，不同品種玻璃拋光后的粗糙度分別為：火石玻璃(F4)0.76nm，硼桂酸鹽玻璃(Duran50)0.16nm，溶融石英玻璃0.34nm。
　　
　　浮法拋光(floatpolishing)[7][8]指拋光模與被拋光玻璃之間保帶有厚度數(shù)倍于拋光粉顆粒尺寸的液體層；換言之，玻璃在幾微米厚的拋光液薄層上被拋光，拋光模采用硬度比平常用浙青或樹脂更高的材料如錫制成，玻璃與拋光模之間相對速度很大，達1.5〜2.5m/s;而壓力為70〜500Pa，較一般拋光盤壓力高十幾倍；拋光劑用CnOs或MgO。拋光過程中，拋光劑在離心力作用下，在液體膜內(nèi)沿徑向不斷碰撞玻璃，以原子或分子級不斷拋除玻璃。
　　
　　Corning公司用浮法拋光對溶融石英玻璃(ULE)和Schott公司的低膨脹微晶玻璃(Zerodur)進行拋光，表面的粗糙度都小于0.2nm。
　　
　　磁流變拋光(magnetorhelogicalfinishing)[9][w]是利用磁流變拋光液在磁場中的磁流變形成柔性拋光模，對玻璃表面進行拋光。磁流變拋光液為黏塑性介質(zhì)，當按一定的運動規(guī)律，連綿不斷切過玻璃表面時，磁流變拋光液中的拋光粉，借助玻璃與磁流體之間的壓延與剪切變形力實現(xiàn)對玻璃表面的拋除。
　　
　　采用磁流變拋光方法在不到2min的拋光時間，就使玻璃表面面形偏差達到m0，粗糙度小于1mm。20世紀末即已制造生產(chǎn)出商用Q22型計算機控制磁流拋光機供應市場。
　　
　　2非接觸式拋光
　　
　　非接觸式拋光打破了用拋光工具接觸玻璃表面拋除的模式，采用了高能量密度束流進行拋光或用等離子體輔助拋光。高能量密度束流指高達108〜109W/cm2功率密度的離子束、電子束和激光束，其中已實際應用的為離子束。
　　
　　離子束拋光是將惰性氣體如Ar、Kr、Xe及N原子在真空度為1.33Pa條件下用高頻或放電等方法使其成為離子，再用20〜25KeV的電壓加速，然后撞擊到放在真空度為1.33x10_3Pa真空室的玻璃表面，從而使玻璃以原子級被拋除。
　　
　　離子束拋光是20世紀末光學玻璃制造上的創(chuàng)新，1990年美國EastmanKodak公司即研究了實用化的計算機控制的Kodak2.5m五束數(shù)控離子束拋光系統(tǒng)，將直徑1.3m熔融石英(ULF)鏡面拋光，對直徑1.3m花瓣形離軸非球面鏡加工精度達到0.01^m。

　　由于離子束拋光需要專門的離子拋光機，本文作者曾將國內(nèi)常見的離子注入機進行離子束拋光，采用束流能量25keV，束流強度150^A/cm2，劑量為1x1014ions/cm2和1x1017ions/cm2的N+離子對鈉鈣玻璃和中鉛玻璃進行離子束拋光，拋光前后玻璃表面形貌用MEF3型金相顯微鏡觀察并拍攝照片。