藍寶石具有高硬度（莫氏硬度9）、優(yōu)異的耐腐蝕性以及良好的光學和機械性能,因此廣泛應(yīng)用于固態(tài)激光器,精密抗摩擦軸承,紅外窗口,半導(dǎo)體芯片基板等高科技領(lǐng)域。隨著科技迅猛的發(fā)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(shù),是公認的可以實現(xiàn)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(zhì)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(wěn)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(guī)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(wěn)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(jié)果如下:將氧化鋁磨料分散在硅溶膠中,體系的穩(wěn)定

超聲復(fù)合磨料振動拋光方法對工件表面材料去除量與工件表面粗糙度的影響,分析了超聲復(fù)合磨料振動拋光方法;并利用ANSYS Workbench軟件分別分析了超聲振動條件下和超聲復(fù)合磨料振動條件下工件表面結(jié)構(gòu)與應(yīng)力變化情況,同時在超聲復(fù)合磨料振動條件下通過實驗驗證超聲復(fù)合磨料振動拋光技術(shù)對工件表面材料去除量與工件表面粗糙度的影響程度。結(jié)果表明:超聲復(fù)合磨料振動條件下工件表面位移小于超聲振動條件下的工件表面位移,超聲復(fù)合磨料振動條件下工件表面應(yīng)力大于超聲振動條件下的工件表面應(yīng)力;在超聲復(fù)合磨料振動條件下,影響工件表面粗糙度顯著的因素是磨料質(zhì)量分數(shù),影響工件表面材料去除量顯著的因素是拋光時間,且磨料質(zhì)量分數(shù)為30%、拋光時間為4 h時,拋光效果。

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(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)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(shù)難以獲得超光滑高質(zhì)量的表面。近年來，固結(jié)磨料化學機械拋光技術(shù)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(guān)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(jié)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

磨粒流拋光主要用于小尺寸和復(fù)雜結(jié)構(gòu)化表面的光整精加工。針對磨料參數(shù)選取僅靠其定性選擇原則和經(jīng)驗,導(dǎo)致一些工況的磨料選取不合理而嚴重影響加工質(zhì)量的問題,提出了一種磨料參數(shù)模糊優(yōu)選的方法。該方法基于模糊數(shù)學理論,采用模糊參數(shù)優(yōu)化建立了多目標磨料參數(shù)優(yōu)選模型,結(jié)合磨料參數(shù)的選擇原則和磨料參數(shù)之間的影響建立了相對優(yōu)屬度矩陣和權(quán)向量,從而量化了不確定性因素。后,通過實際加工實驗驗證了該方法的合理性和可行性。 對磨料水射流拋光45鋼進行了研究,分析了材料的去除機理,在已有材料去除模型基礎(chǔ)上,設(shè)計了正交實驗,對不同參數(shù)組合下磨料水射流加工45鋼的表面粗糙度、材料去除率進行了MATLAB數(shù)據(jù)分析,同時從材料去除機理方面對磨料粒度、射流壓力、橫向進給速度、靶距、噴嘴沖蝕角度等加工參數(shù)對于拋光表面質(zhì)量和材料去除率的影響程度和影響趨勢進行了分析。終結(jié)合加工面表面粗糙度和材料去除率,選出45鋼拋光加工優(yōu)加工參數(shù)組合。