高纯度的石英玻璃具有透光性好、耐高温、耐酸性、热膨胀系数小,化学性能稳定等优异性能,被广泛地应用在精密光学及其他高科技领域。由于加工质量直接关系着工件的使用性能和使用寿命,各领域对石英玻璃元器件的加工有着严格的要求。化学机械抛光（CMP）在超精密加工中通常作为最后一道表面处理工艺,通过化学和机械的协同作用来去除表面材料,可获得极高的表面质量。但当加工精度达到纳米级尺度时,许多传统的加工理论已经不完全适用,又受限于实验设备和检测设备的精度,很难从微观角度对石英玻璃的超精密抛光机理进行准确解释。因此,Reax FF-MD仿真被应用到石英玻璃化学机械抛光的微观机理研究中,该方法可突破现有实验条件的限制,对抛光过程中的化学反应细节和机械相互作用可以实现清晰有效地观察与分析。首先构建了石英玻璃的Reax FF-MD抛光模型并确定了相对应的力场文件,基于该模型发现了水中解离的H质子会与石英玻璃表层欠配位原子结合并削弱表层材料中SiO键的结合强度,使得H质子渗透部分的结构稳定性下降。根据抛光仿真结果,将温度提升至360 K,H质子对Si-O键结合强度的削弱明显增强。此外,温度作用在较小抛光载荷时效果更明显,提升温度可有效提高去除率和降低划擦力;而在高抛光载荷下温度作用效果被极大削弱,此时改变温度并不能明显改善抛光质量。本文还通过仿真重点分析了双氧水浓度在原子去除过程中对去除形式、去除效率、去除力的微观影响机理。仿真结果表明,双氧水促进石英玻璃表面氧化效果加剧,会对表面去除具有双面作用:一方面,会导致基底与磨粒之间更难形成界面Si-O-Si桥键,从而抑制了原子去除;另一方面,会进一步削弱Si-O键结合强度,使基底表面结构变得更加不稳定,可促进原子去除。通过仿真发现,原子去除速率会随双氧水浓度的增大而提高,但在5%双氧水中抛光的去除形式更多的体现为单颗粒原子去除,此时可得到最佳的加工质量。在对石英玻璃的化学机械抛光实验中发现,提升抛光液中磨粒质量分数或双氧水浓度都可有效在提升抛光去除速率,但对抛光质量的影响却无此规律。在5%的双氧水浓度中抛光后的石英玻璃表面粗糙度最低,约为0.706 nm;当抛光液中磨粒的质量分数较低时,表面粗糙度会随磨粒质量分数的增大而减小,但达到15%后,继续提升磨粒质量分数对改善表面质量作用并不明显。实验结果与仿真结果吻合,不仅印证了研究的准确性,还在宏观和微观层面相互补充。此外,本文中提出的机理解释是基于硅氧原子,相关结论也可为其他硅酸盐玻璃的微观加工机理探究提供一定的理论指导。