研磨过程中亚表面损伤层深度的正确预测是研磨工艺参数制定的重要依据。针对固结磨料的研磨特点, 选择两种典型光学硬脆材料(镁铝尖晶石和石英玻璃), 采用离散元仿真技术, 分别建立了两种材料的二维离散元模型, 分析了工艺参数对光学硬脆材料亚表面损伤(裂纹)层深度的影响。而后, 采用角度抛光法测量了镁铝尖晶石和石英玻璃的亚表面损伤层深度, 进行了实验验证。结果表明: 采用固结磨料研磨时, 磨粒粒径对光学硬脆材料亚表面损伤的影响相当显著, 在相同研磨工艺条件下, 随着磨粒粒径的增大, 亚表面损伤层深度和微裂纹密集程度明显增加。离散元仿真结果与实验结果的对比表明: 采用离散元技术可以对光学硬脆材料的亚表面损伤深度进行快速有效的预测, 从而为后续的研磨抛光工艺提供参考与指导。

通过粘结剂将单晶金刚石制成粒径更大的多晶金刚石。采用SEM观察了多晶金刚石的微观形貌, 分别制备了单晶和多晶金刚石固结磨料研磨垫, 比较了单晶与多晶金刚石固结磨料研磨垫的研磨性能。结果表明: 单晶金刚石固结磨料垫与多晶金刚石固结磨料垫精研石英玻璃的表面粗糙度相似; 但多晶金刚石固结磨料垫的材料去除率更高且稳定; 多晶金刚石在研磨过程中的微破碎, 确保了其自修整过程的实现。另外, 多晶金刚石研结磨料垫研磨的石英玻璃亚表面损伤层深度小, 约为原始单晶金刚石粒径的1/2。