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藍寶石主要化學成分Al2O3，藍寶石屬於三方晶系其晶體結構為六方晶格結構，在自然界中當藍寶石在生長時，晶體內含有鈦離子(Ti3+)與鐵離子(Fe3+)時，會使晶體呈現藍色，而成為藍色藍寶石(Blue Sapphire)。當晶體內含有鉻離子(Cr3+)時，會使晶體呈現紅色，而成為紅寶石(Ruby)。又當晶體內含有鎳離子(Ni3+)時，會使晶體呈現黃色，而成為黃色藍寶石。就顏色而言，單純的氧化鋁結晶是呈現透明無色的，因不同顯色元素離子滲透於生長中的藍寶石，因而使藍寶石顯出不同的顏色。

藍寶石單晶體具有機械、光學以及熱學特性方面特性，具有零孔隙度，已被廣泛地應用於科學技術、國防與民用工業、電子技術的許多領域。比如透紅外視窗材料，微電子領域的襯底基片，鐳射基質、光學元件及其它用途等。

人造藍寶石特性：

• 高硬度，耐磨，硬度僅次金鋼石，莫氏硬度9
• 化學性質非常穩定，一般不溶于水和不受酸、堿腐蝕，只有在較高溫度下(300℃)可為氫氟酸、磷酸和熔化的氫氧化鉀所侵蝕。
• 高溫下介電性穩定
• 良好的導熱性
• 高熔點，在高溫下仍具有較好的穩定性，熔點為2030℃
• 輻射穩定性
• 在一定條件下增強光學輻射效應的能力
• 光透性能好，對紅外線透過率高

資料來源：網路彙整

化學拋光方式

化學拋光

化學拋光是讓材料在化學介質中表面微觀凸出的部分較凹部分優先溶解，從而得到平滑面。這種方法的主要優點是不需複雜設備，可以拋光形狀複雜的工件，可以同時拋光很多工件，效率高。化學拋光的核心問題是拋光液的配製。化學拋光得到的表面粗糙度一般為數 10μ m 。

固定磨粒方式拋光加工

微粒磨輪研磨法

粒磨輪研磨法使用結合劑較差的微細磨粒磨輪的搪光或超精加工，主要是作為圓筒狀機械零件的內外圓周面之精加工方法，自古以來就已實用化了。

游離磨粒方式拋光加工

機械拋光

在游離磨粒方式中，為最普遍且基本的研磨方法，機械拋光是靠切削、材料表面塑性變形去掉被拋光後的凸部而得到平滑面的拋光方法，一般使用油石條、羊毛輪、砂紙等，以手工操作為主，特殊零件如回轉體表面，可使用轉檯等輔助工具，表面品質要求高的可採用超精研拋的方法。

拋光加工原理

利用柔性拋光工具和磨料顆粒或其他拋光介質對工件表面進行的修飾加工。拋光不能提高工件的尺寸精度或幾何形狀精度，而是以得到光滑表面或鏡面光澤為目的，有時也用以消除光澤（消光）。通常以拋光輪作為拋光工具。拋光輪一般用多層帆布、毛氈或皮革疊制而成，兩側用金屬圓板夾緊，其輪緣塗敷由微粉磨料和油脂等均勻混合而成的拋光劑。拋光時，高速旋轉的拋光輪（圓周速度在20米/秒以上）壓向工件，使磨料對工件表面產生滾壓和微量切削，拋光的去除單位很小，故加工效率低，且因為使用容易變形的拋光機，故為容易產生形狀崩潰的工程。所以在施工上儘可能以較少的去除量，獲得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可達Ra0.63～0.01微米;當採用非油脂性的消光拋光劑時，可對光亮表面消光以改善外觀。

拋光加工效率的因素

• 拋光加工量 R=k.p.v.t 其中p為拋光壓力、v為拋光速度、t為加工時間、k為比例常數。
• 拋光效率與附加壓力(p)及拋光距離(v.t)成正比。
• 為了保持一定的加工效率，除了拋光壓力、速度等加工條件外，嚴加管理研磨液濃度、溫度、拋光機的狀態等，是使拋光穩定的重要因素。

研磨的加工變質層

• 加工變質層使工件材質的結構、組織和組成遭到破壞或接近於破壞狀態。在變質層部分存在變形和應力，還有其物理的和化學的影響等。硬度和表面強度變化等機械性質和耐腐蝕性等化學性質也與基體材料不同。
• 硬脆材料經研磨後的表面 ，經研磨的單晶矽表面，使用氟、硝酸系列的溶液進行化學浸蝕，依次去掉表層，用電子衍射法進行晶體觀察時，從表層向內部的順序為非晶體層或多晶體層、鑲嵌結構層、畸變層和完全結晶結構。另外，從使用X射線衍射法的彈塑性學的觀點來評價，則表層是由極小的塑性流動層構成，其下是有異物混人的裂紋層，再下則是裂紋層、彈性變形層和主體材料。
• 在研磨金屬材料時，雖不發生破碎，但磨粒轉動和刮削時，由於材料承受了塑性變形，通常形成與上述矽片相類似的加工變質層。相反，例如是多晶的金屬材料，則越接近被加工的表層，晶粒越微細，累積位錯在最表層，變成非晶質狀態。在這部分，金屬與大氣中的活性氧結合，變得活躍。另外，有時發生因塑性變形而使磨粒等容易嵌進金屬。

資料來源：網路彙整

航空難加工材料強度大、硬度高，耐衝擊、加工中容易硬化，切削溫度高、刀具磨損嚴重，如鎳基高溫合金、鈦合金、高強度結構鋼碳纖複合材等被現代航空產品大量採用。

刀具震動及表面粗糙度不好時應該檢查哪些？

• 檢查精加工刀具是否變鈍，有缺口或破損
• 檢查冷卻液是否在加工過程中一直合適噴出，並指向切削區域
• 確信能夠正確斷屑，並且不產生螺旋狀切屑
• 粗加工之後不要只進行一次測量就切掉太多餘料
• 確定所使用的刀片適合於正在加工的工件材料
• 檢查進給率和主軸轉速
• 檢查工件的硬度
• 試著使用一個不同的刀柄

切削加工金屬件表面粗糙度的對應措施

• 增加運動機構本身的精度，減少振動調整車床主軸；增加跟刀架瓜腳支承面積，選用精度比較理想的頂針，增加工件裝夾剛性。
• 改善工件材料加工性能，在不影響工件性能的條件下，適當調整化學成份，加入少量的硫、錳、鋁等元素，降低材料塑性，減少刀具粘結磨損，抑制積屑瘤的產生．材料加工前進行適當的熱處理，改善其硬度、塑性。
• 切削液的合理選用，若切削液選用得好，可以很有效提高刀具的耐用度，減小刀具的磨損，有效地減小工件的塑性變形可減小表面粗糙度數值。
• 合理選擇刀具切削部分材料，例如：高速精加工有色金屬及非金屬材料時一般使用鑽石刀。其硬度高、耐磨性好，切削刃鋒利，摩擦係數小，切屑與刀具不易產生粘結，不產生積屑瘤。
• 選擇刀具合理的幾何參數
• 合理選擇切削用量，選用小的進給量，降低殘留高度; 選用小的切削厚度。減小工藝系統變形以及振動，降低表面粗糙度;切削速度避免積屑瘤產生的區域以及自激振動的臨界速度…。
• 對於來自本機床之外的振源，一般可用隔離的措施，如隔離溝，防振墊等。對於機床內部運動部件的振動，一般要查清主要振源來自哪個部件，再採取措施。

資料來源：網路彙整