微晶玻璃：同樣，經(jīng)過較長時(shí)間的拋光，也能接近低溫拋光的表面粗糙度水平。金屬基鍍鎳層：實(shí)驗(yàn)表明瀝青盤常規(guī)工藝的去除率高于低溫拋光的去除率，粗糙度亦能達(dá)到同樣量級。
對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，淺低溫冰模層拋光得到了較好的拋光效果，拋光效率也比較高的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們認(rèn)為：
(1)淺低溫拋光時(shí)，拋光磨料被固著在冰模層里，是“固體”，所以可適當(dāng)提高工件主軸的轉(zhuǎn)速，例如提高到每分鐘幾百轉(zhuǎn)，而普通傳統(tǒng)拋光機(jī)器轉(zhuǎn)速是受到限制的，否則磨料外溢，反而效果不好。
(2)冰模層和工件相接觸并作相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生切削作用，不斷的去除工件材料。另一方面冰模層和工件接觸摩擦生熱，冰模層不斷熔化，在冰和工件之間形成一層水膜。這時(shí)和常規(guī)拋光相似，磨料以波動(dòng)方式對材料進(jìn)行去除，同時(shí)，未熔化的冰中所含的磨粒還有固著磨料的切削作用，直到磨粒脫落。所以，低溫拋光的切削作用大于普通瀝青盤拋光的去除作用，所以，冰模層拋光效果和去除率都比較好。
(3)淺低溫拋光，我們使用的拋光模盤溫度在一30～一50℃。拋光過程中，拋光模盤、工件都在我們?nèi)藶閯?chuàng)造那個(gè)小低溫空間內(nèi)，但工件和冰鎮(zhèn)層的接觸面上，由于生熱而形成的某種高溫，還原了拋光波的液體狀態(tài)，拋光液對工件的水解作用照常進(jìn)行，水解作用有利于材料的去除，所以和常規(guī)拋光一樣，低溫拋光同樣是機(jī)械化學(xué)拋光。
6.材料去除率測定
對光學(xué)拋光工藝來說，測量給定條件下的材料去除率是一件很不容易的事，因?yàn)楣鈱W(xué)拋光在一段工藝過程之后，表面去除量甚小，這勢必要求測試儀器具有非常高的分辨率和很嚴(yán)格的測量重復(fù)性，這對采用常規(guī)方法無疑是非常困難的。難波在他們的拋光實(shí)驗(yàn)中采用了努氏(Knoop)硬度計(jì)來測量去除率， Hader和 Weis提出了一種在樣件上切出一個(gè)微米(μm)量級的平滑的溝槽的方法’14，即在每次拋光后，用輪廓儀去測量溝槽深度的變化進(jìn)而計(jì)算出材料被拋光的去除率。我們根據(jù)我們的條件，低溫拋光材料去除率的測定是在 MVK—E型顯微硬度計(jì)上進(jìn)行的。
顯微硬度計(jì)主要是用來測試各種材料的顯微硬度(Hv)其測頭為金字塔式四方棱錐，相對面銀角為136℃，當(dāng)以不同負(fù)荷壓材料時(shí)，被測材料表面形成一個(gè)有一定深度的四方棱錐形的孔。所以，我們在拋光的樣件上先壓上四方棱錐形孔的壓痕，每次拋光后，測量錐孔對角線長度的變化，就可求得錐孔深度的變化，最后換算出拋光材料的去除率。
設(shè)對角線長度為di，四方形錐孔的邊長為ai，則每次拋光后的錐孔高度為 所以，測量每次拋光操作后的di就可相應(yīng)計(jì)算出hi，就可求出其變化，如圖6所示，最后計(jì)算出材料的去除率。
我們在一個(gè)工件盤的不同位置選取三塊樣件，每塊樣件又選三個(gè)不同位置做棱錐孔壓痕(其中一塊做四處)，每次拋光后計(jì)量di，共十個(gè)點(diǎn)作統(tǒng)計(jì)平均值。
這里有兩個(gè)問題，1.顯微硬度計(jì)的壓痕是很淺的，但材料的變形使壓痕后在邊緣處有隆起出現(xiàn)，所以，在第一次開始計(jì)量前，必須把隆起去掉。2．MVK—E型顯微硬度計(jì)的觀測顯微鏡放大倍數(shù)為400×，位移刻度格值為1μm，這給觀測帶來困難和分辨率不高。所以，我們的每次拋光操作務(wù)必使di的變化量大于1μm，以減少視值誤差，同時(shí)，還壓出不同深度的壓痕作校準(zhǔn)之用，盡量減少偶然誤差，佼測試結(jié)果基本正確。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：我們的實(shí)驗(yàn)是分別對微晶玻璃和金屬基鍍鎳層進(jìn)行的，表1是微晶玻璃的一組測試數(shù)據(jù)。
更換磨料后，繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)，另一種磨料材料的去除高度為1.52nm/min去除率為14．54×10-3mm3/min。一組金屬基鍍銀層工件低溫拋光測得材料的去除高度為0．2nm/min比微晶玻璃還低。為了對比，我們又分別做了鍍銀層和微晶玻璃的常規(guī)瀝青模層拋光實(shí)驗(yàn)，結(jié)果是瀝青模盤拋光金屬基鍍鎳層的去除高度、去除率都比冰模層低溫拋光高。另一方面，瀝青盤拋光微晶玻璃的去除高度、去除率都不及低溫拋光。這一結(jié)果是很有趣的。
測試結(jié)果我們認(rèn)為低溫冰模層拋光微晶玻璃和金屬基鍍鎳層，其去除率都很低，因而能拋出超光滑表面。光學(xué)材料拋光的去除串，在轉(zhuǎn)速、擺角及壓力本變的情況下，仍是一個(gè)變數(shù)而不是常數(shù)，例如，當(dāng)由一種磨料更換為另一種磨料時(shí)，或磨料由粗變細(xì)時(shí)，剛開始時(shí)測得的去除率和以后測得的去除率不一樣。
7.結(jié)論
在常規(guī)光學(xué)工藝中加上溫度效應(yīng)，利用拋光波加水冷凍結(jié)冰，形成“固體”的拋光模層，替代傳統(tǒng)的瀝青盤或錫盤等拋光模層，這是一種新的嘗試。從對幾種常用的光學(xué)材料的拋光效果來看：
(1)我們所進(jìn)行的冰拋光模層淺低溫拋光實(shí)驗(yàn)，表明這種拋光方法具有散粒磨料和固著磨料拋光的兩種效果，可以提高工作效率，易于控制面形并得到了 Ra在 A量級的超光滑表面。
(2)這種拋光方法由于低溫冷凍深度很淺，冰模層制作簡單，在常規(guī)工藝中不增加設(shè)備，適當(dāng)創(chuàng)造低溫條件就可實(shí)現(xiàn)，在某些方面具有實(shí)用價(jià)值。
(3)低溫物理是近年來非常活躍的研究領(lǐng)域，1998年的物理獎(jiǎng)就是低溫條件下量子行為的研究成果。在低溫條件下，特別是在OK附近的深冷溫度區(qū)內(nèi)，會發(fā)生許多新奇現(xiàn)象，值得深入研究探索，對于工藝技術(shù)工作者來說，在深冷區(qū)的條件下，被加工的光學(xué)材料會有那些新的性質(zhì)、加工會有那些新現(xiàn)象、表面質(zhì)量有那些新的效果，有條件是值得深入研究的新問題。本項(xiàng)目為應(yīng)用光學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目。