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隨著光學、光電子學及數(shù)碼產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展，K9玻璃已在諸多領域得到了廣泛的應用。由于K9玻璃屬于硬脆材料，在加工過程中極易發(fā)生脆性破壞，傳統(tǒng)加工技術難以獲得超光滑高質(zhì)量的表面。近年來，固結磨料化學機械拋光技術以其工藝可控性強、加工效率高、加工成本低以及綠色環(huán)保等一系列優(yōu)點受到越來越多的關注。本文采用顯微硬度方法分析了化學機械研拋中研拋液對K9玻璃表層硬度的影響，采用失重法對固結磨料研拋K9玻璃的材料去除過程中的機械與化學作用進行了分離，利用正交實驗的方法研究分析了各加工參數(shù)對K9玻璃研磨和拋光的材料去除率及三維輪廓表面粗糙度影響，優(yōu)化K9玻璃的研磨拋光工藝。本文所完成的主要工作和研究成果如下：（1）研究了研拋液對K9玻璃的化學作用采用去離子水和研拋液分別浸泡K9玻璃，測量并比較浸泡后K9的維氏硬度和壓痕對角線長度，根據(jù)所測數(shù)值進一步計算出K9玻璃表面生成的變質(zhì)層厚度，驗證了研拋液對K9玻璃的化學作用和變質(zhì)層厚度隨浸泡時間的變化規(guī)律。研究表明：研拋液對K9玻璃有比較劇烈的化學作用，可以在K9玻璃表面形成變質(zhì)層，隨著浸泡時間的延長變質(zhì)層的厚度逐漸增加但增加趨勢逐漸減緩

采用不同粒徑的W28和W7碳化硼（B4C）磨料對藍寶石晶片進行研磨和化學機械拋光。研究了不同粒徑的B4C磨料對藍寶石晶片研磨和化學機械拋光后的移除率、粗糙度、平坦度、彎曲度、翹曲度等參數(shù)的影響。結果表明:W28和W7的磨料有不同的研磨和拋光性能,在相同的加工條件下,使用W28的B4C磨料,移除速率較快,但研磨所得藍寶石晶片的損傷層較深,單面拋光20μm不足以去除其損傷層,拋光后表面劃痕較多,粗糙度較大（Ra=1.319 nm,Rt=2.584 nm）,表面有明顯起伏;而W7磨料的移除速率慢,研磨時間長,在單面拋光移除20μm后其損傷層全部移除,拋光所得藍寶石晶片平坦度略佳,拋光表面平整,粗糙度較小（Ra=0.194 nm,Rt=0.361 nm）,無明顯起伏,表面質(zhì)量相對較高,適于精修平坦度。

應用空間圓弧和空間樣條曲線兩種規(guī)則曲線的插補算法,對多自由度磨料水射流噴嘴在笛卡爾坐標系中拋光異型陶瓷零件進行路徑規(guī)劃。通過建立理想狀態(tài)下的微細磨料水射流射流束拋光數(shù)學模型,采用矢量法對復雜的運動軌跡利用圓弧和樣條曲線來逼近,在MATLAB軟件環(huán)境下建立了磨料水射流復雜曲面的拋光運動數(shù)學模型,并對其進行數(shù)值模擬。模擬結果表明,運動數(shù)學模型所得到的運動軌跡符合射流束拋光要求,從而證明了該模型的有效性和先進性,為深入研究微細磨料水射流拋光軌跡優(yōu)化提供了重要的理論基礎。 基于溶膠-凝膠法所制備而成的生物高分子柔性拋光膜在晶圓拋光加工過程中具有高精度、低損傷等優(yōu)點。但由于金剛石是由共價鍵結合而成的晶體,它與生物高分子材料結合較差,導致在加工過程中會出現(xiàn)磨料脫落等問題,因此如何提高磨料與基體的界面結合以及如何測量磨料與基體的界面結合強度成為目前所需要解決的關鍵問題。本文采用了兩種界面結合強度的測量表征方法,并基于兩種測量方式評價了不同的表面處理方式對于界面結合強度的影響,考慮了添加偶聯(lián)劑、鍍覆金屬鈦、鍍覆金屬鈦后表面氧化、涂覆羥基氧化鐵等表面處理方式的影響,同時研究了磨料粒度對界面結合強度的影響。種方法是直接拉拔法,通過粘結劑將金剛石磨料直接從生物高分子基體中拉拔出,測定拉拔時所需要的拉拔力,并測定磨料與基體的接觸面積,從而計算得到磨料與基體的界面結合強度。第二種方法是基于拋光膜的拉伸強度來表征磨料與基體的界面結合強度,通過分析可以知道,磨料與基體的界面結合強度變化會直接導致生物高分子基體材料的拉伸強度發(fā)生變化,因此本論文嘗試使用拋光膜的拉伸強度來直接表征磨料與基體的界面結合強度。通過直接拉拔法對磨料與基體的界面結合強度進行測量,發(fā)現(xiàn)隨著磨料粒度的增大...

為了提高微晶玻璃化學機械拋光(CMP)的材料去除速率(MRR),降低其表面粗糙度,利用自制的拋光液對微晶玻璃進行化學機械拋光,研究了4種含不同磨料(Si O2、Al2O3、Fe2O3、Ce O2)的拋光液對微晶玻璃化學機械拋光MRR和表面粗糙度的影響.利用納米粒度儀檢測拋光液中磨料的粒徑分布和Zeta電位,利用原子力顯微鏡觀察微晶玻璃拋光前后的表面形貌.實驗結果表明,在相同條件下,采用Ce O2作為磨料進行化學機械拋光時可以獲得的表面質(zhì)量,拋光后材料的表面粗糙度Ra=0.4 nm,MRR=100.4 nm/min.進一步研究了拋光液中不同質(zhì)量分數(shù)的Ce O2磨料對微晶玻璃化學機械拋光的影響,結果表明,當拋光液中Ce O2質(zhì)量分數(shù)為7%時,MRR達到185 nm/min,表面粗糙度Ra=1.9 nm;而當拋光液中Ce O2質(zhì)量分數(shù)為5%時,MRR=100.4 nm/min,表面粗糙度Ra=0.4 nm.Ce O2磨料拋光后的微晶玻璃能獲得較低表面粗糙度和較高MRR.