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對InP晶片進行了集群磁流變拋光實驗,研究了拋光過程中磨料參數（類型、質量分數和粒徑）對InP材料去除速率和表面粗糙度的影響。實驗結果表明,InP晶片的去除速率隨磨料硬度的增加而變大,表面粗糙度受磨料硬度和密度的綜合影響;在選取的金剛石、SiC、Al2O3和SiO2等4種磨料中,使用金剛石磨料的InP去除速率,使用SiC磨料的InP拋光后的表面質量。隨著SiC質量分數的增加,InP去除速率逐漸增加,但表面粗糙度先減小后增大。當使用質量分數4%、粒徑3μm的SiC磨料對InP晶片進行拋光時,InP去除速率達到2.38μm/h,表面粗糙度從原始的33 nm降低到0.84 nm。

聚焦超聲換能器的使用特點,提出了一種新型磨料流拋光加工方法,即采用凹球殼聚焦超聲振動的方式在拋光液中產生聚焦磨料流拋光光學材料。先對聚焦超聲振動換能器的聲壓場進行了測量,證明了聲壓場具有顯著的聚焦特性,其中聲壓的值出現在焦距90 mm處;然后設計實驗,利用該裝備對碳化硅試件進行了拋光。結果表明:這一方法可以對光學材料進行拋光處理,不僅可以降低表面粗糙度和提高表面質量,而且系統結構比傳統的磨料水射流拋光系統更加簡單,沒有管路、噴嘴損耗等。

應用空間圓弧和空間樣條曲線兩種規則曲線的插補算法,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劃。通過建立理想狀態下的微細磨料水射流射流束拋光數學模型,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軟件環境下建立了磨料水射流復雜曲面的拋光運動數學模型,并對其進行數值模擬。模擬結果表明,運動數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,發現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量分數的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質量分數為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質量分數為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.