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藍寶石具有高硬度（莫氏硬度9）、優異的耐腐蝕性以及良好的光學和機械性能,因此廣泛應用于固態激光器,精密抗摩擦軸承,紅外窗口,半導體芯片基板等高科技領域。隨著科技迅猛的發展,對藍寶石表面平整度要求越來越高,而化學機械拋光（CMP）是目前普遍的表面加工技術,是公認的可以實現全局平坦化拋光方法,所以用化學機械拋光對藍寶石表面的超精密拋光成為研究的熱點。在CMP中,拋光漿料和拋光磨料扮演著重要角色,對藍寶石的拋光質量有直接的影響。本文研究了將氧化鋁磨料分散于硅溶膠中獲得了穩定性及拋光性能均較好的拋光漿料。采用均相沉淀法制備出粒徑分別為320nm、500nm、1.0μm左右的球形氧化鋁磨料,采用直接沉淀法制備出粒徑320nm的不規則形貌的氧化鋁磨料,并將不同粒徑、形貌的氧化鋁對藍寶石進行拋光,得出粒徑為1.0μm的球形氧化鋁具有較佳的拋光效果。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）等手段對樣品的形貌、物象等進行表征。通過Zeta電位對拋光漿料的分散穩定性進行檢測,通過原子力顯微鏡（AFM）對藍寶石拋光前后的表面粗糙度進行檢測。主要結果如下:將氧化鋁磨料分散在硅溶膠中,體系的穩定

隨著光學、光電子學及數碼產品的蓬勃發展，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生脆性破壞，傳統加工技術難以獲得超光滑高質量的表面。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保等一系列優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，根據所測數值進一步計算出K9玻璃表面生成的變質層厚度，驗證了研拋液對K9玻璃的化學作用和變質層厚度隨浸泡時間的變化規律。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玻璃表面形成變質層，隨著浸泡時間的延長變質層的厚度逐漸增加但增加趨勢逐漸減緩

采用霧化施液化學機械拋光（CMP）的方法,以材料去除速率和表面粗糙度為評價指標,選取適合硒化鋅拋光的磨料,通過單因素實驗對比CeO2、SiO2和Al2O3三種磨料的拋光效果。結果顯示:采用Al2O3拋光液可以獲得的材料去除率,為615.19nm/min,而CeO2和SiO2磨料的材料去除率分別只有184.92和78.56nm/min。進一步分析磨料粒徑對實驗結果的影響規律,表明100nm Al2O3拋光后的表面質量,粗糙度Ra僅為2.51nm,300nm Al2O3的去除速率,達到1 256.5nm/min,但表面存在嚴重缺陷,出現明顯劃痕和蝕坑。在相同工況條件下,與傳統化學機械拋光相比,精細霧化拋光的去除速率和表面粗糙度與傳統拋光相近,但所用拋光液量約為傳統拋光的1/8,大大提高了拋光液的利用率。

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。