隨著光學(xué)、光電子學(xué)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(guò)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(lái)，固結(jié)磨料化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)以其工藝可控性強(qiáng)、加工效率高、加工成本低以及綠色環(huán)保等一系列優(yōu)點(diǎn)受到越來(lái)越多的關(guān)注。本文采用顯微硬度方法分析了化學(xué)機(jī)械研拋中研拋液對(duì)K9玻璃表層硬度的影響，采用失重法對(duì)固結(jié)磨料研拋K9玻璃的材料去除過(guò)程中的機(jī)械與化學(xué)作用進(jìn)行了分離，利用正交實(shí)驗(yàn)的方法研究分析了各加工參數(shù)對(duì)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(duì)K9玻璃的化學(xué)作用采用去離子水和研拋液分別浸泡K9玻璃，測(cè)量并比較浸泡后K9的維氏硬度和壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度，根據(jù)所測(cè)數(shù)值進(jìn)一步計(jì)算出K9玻璃表面生成的變質(zhì)層厚度，驗(yàn)證了研拋液對(duì)K9玻璃的化學(xué)作用和變質(zhì)層厚度隨浸泡時(shí)間的變化規(guī)律。研究表明：研拋液對(duì)K9玻璃有比較劇烈的化學(xué)作用，可以在K9玻璃表面形成變質(zhì)層，隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)變質(zhì)層的厚度逐漸增加但增加趨勢(shì)逐漸減緩

采用不同粒徑的W28和W7碳化硼（B4C）磨料對(duì)藍(lán)寶石晶片進(jìn)行研磨和化學(xué)機(jī)械拋光。研究了不同粒徑的B4C磨料對(duì)藍(lán)寶石晶片研磨和化學(xué)機(jī)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(lán)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(shí)間長(zhǎng),在單面拋光移除20μm后其損傷層全部移除,拋光所得藍(lán)寶石晶片平坦度略佳,拋光表面平整,粗糙度較?。≧a=0.194 nm,Rt=0.361 nm）,無(wú)明顯起伏,表面質(zhì)量相對(duì)較高,適于精修平坦度。

應(yīng)用空間圓弧和空間樣條曲線兩種規(guī)則曲線的插補(bǔ)算法,對(duì)多自由度磨料水射流噴嘴在笛卡爾坐標(biāo)系中拋光異型陶瓷零件進(jìn)行路徑規(guī)劃。通過(guò)建立理想狀態(tài)下的微細(xì)磨料水射流射流束拋光數(shù)學(xué)模型,采用矢量法對(duì)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡利用圓弧和樣條曲線來(lái)逼近,在MATLAB軟件環(huán)境下建立了磨料水射流復(fù)雜曲面的拋光運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,并對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明,運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型所得到的運(yùn)動(dòng)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(jìn)性,為深入研究微細(xì)磨料水射流拋光軌跡優(yōu)化提供了重要的理論基礎(chǔ)。 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(guò)程中具有高精度、低損傷等優(yōu)點(diǎn)。但由于金剛石是由共價(jià)鍵結(jié)合而成的晶體,它與生物高分子材料結(jié)合較差,導(dǎo)致在加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)磨料脫落等問(wèn)題,因此如何提高磨料與基體的界面結(jié)合以及如何測(cè)量磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度成為目前所需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。本文采用了兩種界面結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)量表征方法,并基于兩種測(cè)量方式評(píng)價(jià)了不同的表面處理方式對(duì)于界面結(jié)合強(qiáng)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(shí)研究了磨料粒度對(duì)界面結(jié)合強(qiáng)度的影響。種方法是直接拉拔法,通過(guò)粘結(jié)劑將金剛石磨料直接從生物高分子基體中拉拔出,測(cè)定拉拔時(shí)所需要的拉拔力,并測(cè)定磨料與基體的接觸面積,從而計(jì)算得到磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度。第二種方法是基于拋光膜的拉伸強(qiáng)度來(lái)表征磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度,通過(guò)分析可以知道,磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度變化會(huì)直接導(dǎo)致生物高分子基體材料的拉伸強(qiáng)度發(fā)生變化,因此本論文嘗試使用拋光膜的拉伸強(qiáng)度來(lái)直接表征磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度。通過(guò)直接拉拔法對(duì)磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量,發(fā)現(xiàn)隨著磨料粒度的增大...

為了提高微晶玻璃化學(xué)機(jī)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(duì)微晶玻璃進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光,研究了4種含不同磨料(Si O2、Al2O3、Fe2O3、Ce O2)的拋光液對(duì)微晶玻璃化學(xué)機(jī)械拋光MRR和表面粗糙度的影響.利用納米粒度儀檢測(cè)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在相同條件下,采用Ce O2作為磨料進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光時(shí)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(jìn)一步研究了拋光液中不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Ce O2磨料對(duì)微晶玻璃化學(xué)機(jī)械拋光的影響,結(jié)果表明,當(dāng)拋光液中Ce O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí),MRR達(dá)到185 nm/min,表面粗糙度Ra=1.9 nm;而當(dāng)拋光液中Ce O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí),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M(jìn)RR.