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,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。主要結果如下:將氧化鋁磨料分散在硅溶膠中,體系的穩(wěn)定

一種濕法制備技術利用珍珠巖尾礦制備珍珠巖拋光磨料。與傳統(tǒng)干法工藝相比 ,珍珠巖拋光磨料產品產率從 3 0 %提高到 70 %以上 ,顆粒粒度小于 15 0 μm ,而 0 -4 4μm粒級含量不到 10 %。粒度分布更加合理 ,完全滿足玻殼行業(yè)及相關行業(yè)的要求。濕法制備珍珠巖拋光磨料是珍珠巖加工業(yè)充分合理利用珍珠巖尾礦的十分有效的利用途徑。 提高硬質合金刀片前刀面化學機械拋光(CMP)的材料去除率和表面質量,采用6種不同硬度磨料(金剛石、碳化硼、碳化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化硅)對硬質合金刀片CMP加工,采用表面粗糙度測量儀和超景深三維顯微系統(tǒng)觀察拋光前后刀片的表面形貌,探討硬質合金刀具CMP材料去除機制。實驗結果表明:碳化硼磨料因粒徑分散性大,造成硬質合金刀片表面劃痕較多;低硬度的氧化硅、氧化鋯、碳化硅磨料只能去除硬質合金刀片表面局部劃痕區(qū)域;接近硬質合金刀片硬度的氧化鋁磨料,可獲得較好的表面質量;硬度的金剛石磨料在CMP加工時,在硬質合金刀片表面上產生機械應力,促進化學反應,獲得比其他磨料更高的材料去除率和更好的表面質量。因此,在硬質合金刀片粗加工時可以選用氧化鋁磨料,精加工時選用金剛石磨料。

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(guī)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(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。

磨粒流拋光主要用于小尺寸和復雜結構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驗,導致一些工況的磨料選取不合理而嚴重影響加工質量的問題,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上,設計了正交實驗,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)對于拋光表面質量和材料去除率的影響程度和影響趨勢進行了分析。終結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。