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,因此廣泛應用于固態(tài)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(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

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(jié)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。

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(jié)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(jié)果的影響規(guī)律,表明100nm Al2O3拋光后的表面質(zhì)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(xiàn)明顯劃痕和蝕坑。在相同工況條件下,與傳統(tǒng)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(tǒng)拋光相近,但所用拋光液量約為傳統(tǒng)拋光的1/8,大大提高了拋光液的利用率。

超聲復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合磨料振動條件下工件表面結(jié)構(gòu)與應力變化情況,同時在超聲復合磨料振動條件下通過實驗驗證超聲復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,超聲復合磨料振動條件下工件表面應力大于超聲振動條件下的工件表面應力;在超聲復合磨料振動條件下,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。