特種玻璃拋光清洗工藝考核試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種特種玻璃對表面粗糙度要求最高？（）A.建筑用LOWE玻璃B.手機(jī)蓋板玻璃C.汽車擋風(fēng)玻璃D.太陽能光伏玻璃2.拋光過程中，若玻璃表面出現(xiàn)“橘皮紋”，最可能的原因是（）A.拋光壓力過大B.拋光液流量不足C.拋光盤轉(zhuǎn)速過低D.磨料粒徑分布不均3.用于精密光學(xué)玻璃清洗的去離子水，其電阻率需至少達(dá)到（）A.0.5MΩ·cmB.1MΩ·cmC.5MΩ·cmD.18MΩ·cm4.拋光工藝中，氧化鈰磨料的最佳pH值范圍通常為（）A.35（酸性）B.67（中性）C.810（弱堿性）D.1113（強(qiáng)堿性）5.超聲波清洗時，高頻（>100kHz）更適用于清洗（）A.表面深孔內(nèi)的大顆粒污染物B.微小尺寸的亞微米級顆粒C.玻璃表面的有機(jī)油污D.金屬離子殘留6.以下不屬于拋光后“亞表面損傷”檢測方法的是（）A.透射偏光顯微鏡觀察B.原子力顯微鏡（AFM）掃描C.化學(xué)腐蝕顯色法D.紅外光譜分析（FTIR）7.電子玻璃拋光時，若需將表面粗糙度Ra從0.1μm降至0.01μm，應(yīng)優(yōu)先選擇（）A.粗拋階段（磨料粒徑510μm）B.中拋階段（磨料粒徑13μm）C.精拋階段（磨料粒徑0.10.5μm）D.超精拋階段（磨料粒徑<0.1μm）8.清洗工藝中，“DI水溢流漂洗”的主要目的是（）A.去除表面殘留的化學(xué)清洗劑B.利用水流沖擊去除大顆粒污染物C.降低玻璃表面溫度D.中和玻璃表面電荷9.拋光設(shè)備中，“行星式拋光盤”的主要優(yōu)勢是（）A.提高單次加工效率B.保證各區(qū)域拋光均勻性C.降低設(shè)備能耗D.延長拋光盤使用壽命10.以下哪種污染物最難通過常規(guī)清洗工藝去除？（）A.玻璃切割時殘留的SiC磨粒B.拋光液中的氧化鈰顆粒C.操作人員手指接觸留下的油脂D.空氣中沉積的金屬氧化物粉塵二、填空題（每空1分，共20分）1.特種玻璃拋光的核心原理是機(jī)械研磨與______的協(xié)同作用，其中化學(xué)作用通過拋光液中的______（如H?O?、酸/堿）實現(xiàn)。2.拋光工藝參數(shù)中，壓力通?？刂圃赺_____kPa范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速一般為______rpm，過高的轉(zhuǎn)速可能導(dǎo)致______（填缺陷類型）。3.清洗工藝的典型流程為：預(yù)清洗→______清洗→______清洗→DI水漂洗→______干燥。4.光學(xué)玻璃拋光后需檢測的關(guān)鍵指標(biāo)包括：表面粗糙度（Ra≤______nm）、表面疵?。ò確_____標(biāo)準(zhǔn)分級）、亞表面損傷深度（≤______μm）。5.超聲波清洗的空化效應(yīng)強(qiáng)度與______、______、清洗液溫度相關(guān)，溫度過高會導(dǎo)致______（填現(xiàn)象），降低清洗效果。6.拋光液的主要成分包括：磨料（如______、______）、分散劑（如聚丙烯酸鈉）、______（如EDTA）、pH調(diào)節(jié)劑（如氨水）。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述特種玻璃拋光前預(yù)處理的主要步驟及目的。2.對比“軟拋光盤”與“硬拋光盤”的適用場景及對拋光效果的影響。3.清洗工藝中，為何需控制“清洗液溫度”？請結(jié)合水基清洗劑的特性說明。4.分析拋光過程中“邊緣過拋”的可能原因及解決措施。5.列舉3種清洗后玻璃表面殘留污染物的檢測方法，并說明其原理。四、計算題（10分）某光學(xué)玻璃基板目標(biāo)拋光去除厚度為1.5μm，采用氧化鈰拋光液，已知拋光速率為0.8μm/min（速率計算公式：去除速率=K×P×V，其中K為常數(shù)，P=30kPa，V=5m/min）。若需將拋光速率提升至1.2μm/min，在K不變的情況下，應(yīng)如何調(diào)整工藝參數(shù)？（要求寫出計算過程及至少2種調(diào)整方案）五、案例分析題（10分）某企業(yè)生產(chǎn)的手機(jī)蓋板玻璃在拋光清洗后，表面出現(xiàn)以下問題：（1）局部區(qū)域存在直徑約50μm的圓形凹坑；（2）清洗后表面殘留白色粉末狀物質(zhì)。問題：（1）分析凹坑產(chǎn)生的可能原因（至少3條）；（2）分析白色粉末殘留的可能原因（至少2條）；（3）提出針對性的解決措施（每條問題對應(yīng)1條措施）。答案及解析一、單項選擇題1.B（手機(jī)蓋板玻璃需達(dá)到鏡面效果，Ra通常<5nm）2.D（磨料粒徑不均會導(dǎo)致局部切削力差異，形成橘皮紋）3.D（精密清洗需超純水，電阻率≥18MΩ·cm）4.C（氧化鈰在弱堿性環(huán)境中分散性最佳，化學(xué)活性適中）5.B（高頻超聲波空化泡小，適合去除亞微米級顆粒）6.D（紅外光譜主要檢測有機(jī)物，亞表面損傷需微觀形貌或腐蝕法）7.D（超精拋使用納米級磨料，可實現(xiàn)Ra<0.02μm）8.A（DI水溢流通過稀釋作用去除殘留清洗劑）9.B（行星式結(jié)構(gòu)使玻璃在拋光盤上均勻運動，避免局部過拋）10.C（油脂與玻璃表面結(jié)合力強(qiáng)，需專用清洗劑）二、填空題1.化學(xué)腐蝕；氧化劑2.2080；30120；表面劃痕（或“燒蝕”）3.超聲波；化學(xué)；熱風(fēng)（或“真空”）4.1；GB/T11852006；55.頻率；功率；空化泡提前破裂（或“氣泡塌陷不充分”）6.氧化鈰；二氧化硅；絡(luò)合劑三、簡答題1.預(yù)處理步驟及目的：（1）切割/成型后粗洗：去除切割液、SiC磨粒等大顆粒污染物，避免劃傷后續(xù)拋光面；（2）邊緣倒棱：消除玻璃邊緣銳角，防止拋光時應(yīng)力集中導(dǎo)致崩邊；（3）超聲預(yù)清洗：使用中性清洗劑（如表面活性劑）去除油污，提高拋光液與玻璃的接觸均勻性；（4）干燥：避免水分殘留稀釋拋光液，影響拋光速率和化學(xué)腐蝕效果。2.軟拋光盤與硬拋光盤對比：軟拋光盤（如聚氨酯泡沫）：適用場景：精拋或超精拋階段，需降低表面粗糙度；影響：彈性高，可貼合玻璃表面微觀起伏，減少劃痕，但去除速率低，易導(dǎo)致邊緣過拋。硬拋光盤（如瀝青、樹脂）：適用場景：粗拋或中拋階段，需快速去除表面損傷層；影響：剛性強(qiáng)，切削力大，去除速率高，但對表面微觀形貌控制差，易產(chǎn)生亞表面損傷。3.清洗液溫度控制的原因：水基清洗劑的清洗效果與溫度密切相關(guān)：溫度過低：表面活性劑活性不足，油污乳化能力下降，清洗時間延長；溫度過高：清洗劑易揮發(fā)，濃度降低，且可能導(dǎo)致玻璃表面因熱應(yīng)力產(chǎn)生微裂紋；最佳溫度（如5060℃）：既能提高分子擴(kuò)散速率，增強(qiáng)油污溶解，又能避免過度蒸發(fā)和熱損傷。4.邊緣過拋的原因及解決措施：原因：拋光盤邊緣線速度高于中心（行星式設(shè)備邊緣V=ω×R）；玻璃邊緣與拋光盤接觸壓力集中（邊緣支撐不足）；拋光液在邊緣區(qū)域流量不足（液體向中心聚集）。措施：調(diào)整拋光盤轉(zhuǎn)速與行星輪速比，降低邊緣線速度；增加邊緣支撐墊（如彈性膠圈），分散壓力；優(yōu)化拋光液噴嘴位置，向邊緣區(qū)域增加20%30%流量。5.殘留污染物檢測方法及原理：（1）接觸角測量：通過去離子水滴在玻璃表面的接觸角判斷親疏水性，若接觸角>30°，說明存在油脂類污染物（親水表面接觸角<20°）；（2）掃描電鏡（SEM）：高倍觀察表面形貌，直接識別顆粒污染物的尺寸、成分（結(jié)合EDS能譜）；（3）熒光檢測：使用熒光染料（如羅丹明B）標(biāo)記有機(jī)物，通過紫外燈照射觀察熒光分布，定位殘留區(qū)域。四、計算題已知：初始去除速率V?=0.8μm/min，目標(biāo)V?=1.2μm/min，公式V=K×P×V（注：原題中“V”可能為筆誤，實際應(yīng)為線速度v，故修正為V=K×P×v）。設(shè)初始參數(shù)：P?=30kPa，v?=5m/min，則K=V?/(P?×v?)=0.8/(30×5)=0.00533(μm·min?1)/(kPa·m·min?1)。目標(biāo)V?=1.2=K×P?×v?，因K不變，需調(diào)整P或v。方案1：僅調(diào)整壓力P?=V?/(K×v?)=1.2/(0.00533×5)=45kPa（壓力提升50%）。方案2：僅調(diào)整線速度v?=V?/(K×P?)=1.2/(0.00533×30)=7.5m/min（線速度提升50%）。方案3：同時調(diào)整壓力和線速度（如各提升30%）P?=30×1.3=39kPa，v?=5×1.3=6.5m/min，則V=0.00533×39×6.5≈1.35μm/min（略高于目標(biāo)，可微調(diào)）。五、案例分析題（1）凹坑產(chǎn)生的可能原因：拋光液中混入大顆粒雜質(zhì)（如未過濾的SiC磨粒），在拋光時劃傷表面；拋光盤局部磨損（如樹脂拋光盤脫落硬塊），導(dǎo)致局部切削力過大；玻璃預(yù)處理階段邊緣倒棱不徹底，殘留銳角在拋光時崩裂形成凹坑。（2）白色粉末殘留的可能原因：清洗液濃度過高，漂洗不充分，清洗劑干燥后析出固體（如碳酸鹽類）；DI水電阻率不足（<18MΩ·cm），水中溶解的