石英玻璃具有純度高、穩定性好、耐高溫、耐輻照以及耐熱震性等性質，因此被廣泛應用于航天、能源、光電子、化工等領域。石英玻璃元件的精密和超精密加工技術，已成為先進制造技術領域的重要研究方向。石英玻璃屬于硬脆材料，可加工性差，主要通過磨削、研磨、拋光等方法進行加工。傳統的磨削方法對石英玻璃的材料去除方式主要是以脆性去除為主，容易產生微裂紋，很難形成納米級的光學表面。為獲得高質量、低損傷的石英玻璃加工表面，理論上要求磨削過程盡量在延性模式下進行，這就需要磨粒的切削深度小于脆－延性轉化的臨界切削深度，實現微米級甚至納米級材料去除，因此在普通加工設備條件下石英玻璃延性域磨削難以實現，加工成本較高。

       從材料去除能量角度來講，要實現石英玻璃的材料去除，至少需要對材料施加能夠破壞Si-O結合勢能的能量，因此如果在磨削過程中能夠弱化Si-O結合勢能，將機械去除的能量降低，從而就可以降低由于材料脆性去除而產生的微裂紋，提高石英玻璃的加工質量。弱化Si-O的結合勢能的最主要方法之一是化學改性法，即在磨削過程中通過磨削液或者砂輪結合劑成分對石英玻璃的化學作用，打破石英玻璃的微觀網絡結構，降低結合鍵的鍵能，從而實現對石英玻璃的延性域磨削。為實現這種動態平衡，磨削液成分對石英玻璃表面的化學改性作用起著至關重要的作用。

       天津大學仇中軍等通過利用Na2CO3溶液和石英玻璃成分發生化學反應的方法對石英玻璃表面進行改性，并基于納米壓痕法和劃痕法對改性后的石英玻璃表面進行分析，研究改性后石英玻璃表面的力學性質和材料去除過程。通過納米壓痕實驗表明，Na2CO3溶液中的OH-和石英玻璃發生化學反應，能夠在石英玻璃表面生成厚度約為12nm非SiO2成分的物質薄膜，降低了石英玻璃表面硬度和彈性模量，5%、15%的Na2CO3溶液分別使石英玻璃表面硬度降低了４．４％和14.2%，使彈性模量分別降低了9.4%和12.0%，理論脆延轉換臨界磨削深度分別被提高了3.7和39.1%，從而提高了石英玻璃延性磨削的可操作性。

來源：中國粉體技術網