對InP晶片進(jìn)行了集群磁流變拋光實(shí)驗(yàn),研究了拋光過程中磨料參數(shù)（類型、質(zhì)量分?jǐn)?shù)和粒徑）對InP材料去除速率和表面粗糙度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(zhì)量。隨著SiC質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(dāng)使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%、粒徑3μm的SiC磨料對InP晶片進(jìn)行拋光時(shí),InP去除速率達(dá)到2.38μm/h,表面粗糙度從原始的33 nm降低到0.84 nm。

藍(lán)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(xué)和機(jī)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(lán)寶石表面平整度要求越來越高,而化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）是目前普遍的表面加工技術(shù),是公認(rèn)的可以實(shí)現(xiàn)全局平坦化拋光方法,所以用化學(xué)機(jī)械拋光對藍(lán)寶石表面的超精密拋光成為研究的熱點(diǎn)。在CMP中,拋光漿料和拋光磨料扮演著重要角色,對藍(lán)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(lán)寶石進(jìn)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(jìn)行表征。通過Zeta電位對拋光漿料的分散穩(wěn)定性進(jìn)行檢測,通過原子力顯微鏡（AFM）對藍(lán)寶石拋光前后的表面粗糙度進(jìn)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(dòng)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(dòng)拋光方法;并利用ANSYS Workbench軟件分別分析了超聲振動(dòng)條件下和超聲復(fù)合磨料振動(dòng)條件下工件表面結(jié)構(gòu)與應(yīng)力變化情況,同時(shí)在超聲復(fù)合磨料振動(dòng)條件下通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證超聲復(fù)合磨料振動(dòng)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(dòng)條件下工件表面位移小于超聲振動(dòng)條件下的工件表面位移,超聲復(fù)合磨料振動(dòng)條件下工件表面應(yīng)力大于超聲振動(dòng)條件下的工件表面應(yīng)力;在超聲復(fù)合磨料振動(dòng)條件下,影響工件表面粗糙度顯著的因素是磨料質(zhì)量分?jǐn)?shù),影響工件表面材料去除量顯著的因素是拋光時(shí)間,且磨料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%、拋光時(shí)間為4 h時(shí),拋光效果。

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,采用矢量法對復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡利用圓弧和樣條曲線來逼近,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)致在加工過程中會(huì)出現(xiàn)磨料脫落等問題,因此如何提高磨料與基體的界面結(jié)合以及如何測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)鍵問題。本文采用了兩種界面結(jié)合強(qiáng)度的測量表征方法,并基于兩種測量方式評價(jià)了不同的表面處理方式對于界面結(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)研究了磨料粒度對界面結(jié)合強(qiáng)度的影響。種方法是直接拉拔法,通過粘結(jié)劑將金剛石磨料直接從生物高分子基體中拉拔出,測定拉拔時(shí)所需要的拉拔力,并測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)度來表征磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度,通過分析可以知道,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)度來直接表征磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度。通過直接拉拔法對磨料與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行測量,發(fā)現(xiàn)隨著磨料粒度的增大...