为了实现新型红外陶瓷ALON高陡度薄壁保形非球面的超精密磨削加工, 首先根据ALON的材料属性和高陡度薄壁保形非球面的结构特性, 进行了其超精密磨削加工工艺性分析, 并基于有限元计算方法, 完成了面向ALON高陡度薄壁保形非球面的精密夹具的设计以及关键参数的优化。然后完成了ALON的超精密磨削工艺实验, 工艺实验结果表明减小工件转速和砂轮粒度都会降低ALON的平均表面粗糙度Ra值, 但砂轮粒度对磨削后ALON的表面粗糙度影响更显著。最后实现了ALON高陡度薄壁保形非球面的超精密磨削加工, 磨削后的ALON高陡度薄壁保形非球面的面形精度PV值为2 μm, 表面粗糙度Ra值可达8.6 nm。

针对新型压电器件—含金属芯压电纤维(MPF)—结构尺寸细小, 很难找到合适的测量夹具和测试方法等问题, 提出了一种操作方便的MPF测试方法。首先, 通过MPF的压电方程得到其测试模型, 并确定了MPF的电学性能测试步骤。然后, 研究了测量夹具对测量结果的影响。实验显示: 夹持位置在MPF的中间时容易产生偏离, 影响测量结果; 夹持位置在端部时, 谐振频率和反谐振频率的相对导纳值较小, 也不利于准确测量。另外, MPF尺寸细小, 夹持力也会影响MPF的谐振, 使测量结果产生误差。最后, 提出一种不需要夹持测量MPF的方法。采用该方法对PZN-PZT压电陶瓷的MPF进行了测量, 结果显示其压电应变常数d31为-97 pC/N, 机电耦合系数k31为0.197, 介电常数εT33为1 458。这种方法测试准确, 操作简单, 不易损伤MPF, 可作为MPF压电性能测试标准。