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石英摆片是挠性加速度计的核心元件,其下摆量决定加速度计的量程和分辨率,下摆量和振动频率的稳定性影响加速度计的偏值和标度因数重复性。本文主要分析挠性梁厚度和表面缺陷对摆片性能的影响,为制作高稳定性石英摆片的选材和加工提供依据。挠性梁的尺寸精度通过激光切割和酸刻蚀控制,将激光切割参数设置为功率5KHz,焦距64mm,切割速度2mm/s,吹气压强0.2MPa,可使挠性梁的宽度精度从0.4mm提高到0.02mm。采用二步法刻蚀挠性梁,不仅缩短摆片加工时间,并且消除了由于橡胶掩膜酸溶引起的边缘毛刺现象。建立下摆量、自振频率和挠性梁厚度的关系,可根据下摆量要求值,设计挠性梁厚度。挠性梁表面缺陷增大下摆量,厚度一致性差增大扭振频率,因此对酸蚀后的多种表面缺陷进行分类和来源界定,通过机械搅拌和酸液中加入活性剂,挠性梁厚度差从11.3um降低到1.7um,实现光洁挠性梁加工。研究Ⅲ、Ⅳ类石英玻璃由于力学性质的差异对摆片性能的影响,Ⅳ类石英玻璃由于结构更致密,弹性模量高,相同挠性梁尺寸时,比Ⅲ类摆片下摆量小0.08mm。测得Ⅳ类石英玻璃Ⅲ类假想温度高,使得Ⅳ类玻璃的显微硬度比Ⅲ类高0.05GPa,酸蚀速率快0.1um/min(25℃,HF:CH3COOH=9:4)。通过上述研究,明确了挠性梁厚度是摆片下摆量、振动频率的决定因素,不同石英玻璃材料和表面缺陷不同程度地影响摆片性能,玻璃假想温度是摆片时间稳定性的主要因素。最终制定了合理的摆片加工工艺,并提出摆片基材的选取要求:Ⅳ类石英玻璃,先均化再掏取中心材料,然后热处理降低假想温度到1000℃以下。