蓝宝石具有高硬度（莫氏硬度9）、优异的耐腐蚀性以及良好的光学和机械性能,因此广泛应用于固态激光器,精密抗摩擦轴承,红外窗口,半导体芯片基板等高科技领域。随着科技迅猛的发展,对蓝宝石表面平整度要求越来越高,而化学机械抛光（CMP）是目前普遍的表面加工技术,是公认的可以实现全局平坦化抛光方法,所以用化学机械抛光对蓝宝石表面的超精密抛光成为研究的热点。在CMP中,抛光浆料和抛光磨料扮演着重要角色,对蓝宝石的抛光质量有直接的影响。本文研究了将氧化铝磨料分散于硅溶胶中获得了稳定性及抛光性能均较好的抛光浆料。采用均相沉淀法制备出粒径分别为320nm、500nm、1.0μm左右的球形氧化铝磨料,采用直接沉淀法制备出粒径320nm的不规则形貌的氧化铝磨料,并将不同粒径、形貌的氧化铝对蓝宝石进行抛光,得出粒径为1.0μm的球形氧化铝具有较佳的抛光效果。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等手段对样品的形貌、物象等进行表征。通过Zeta电位对抛光浆料的分散稳定性进行检测,通过原子力显微镜（AFM）对蓝宝石抛光前后的表面粗糙度进行检测。主要结果如下:将氧化铝磨料分散在硅溶胶中,体系的稳定

采用不同粒径的W28和W7碳化硼（B4C）磨料对蓝宝石晶片进行研磨和化学机械抛光。研究了不同粒径的B4C磨料对蓝宝石晶片研磨和化学机械抛光后的移除率、粗糙度、平坦度、弯曲度、翘曲度等参数的影响。结果表明:W28和W7的磨料有不同的研磨和抛光性能,在相同的加工条件下,使用W28的B4C磨料,移除速率较快,但研磨所得蓝宝石晶片的损伤层较深,单面抛光20μm不足以去除其损伤层,抛光后表面划痕较多,粗糙度较大（Ra=1.319 nm,Rt=2.584 nm）,表面有明显起伏;而W7磨料的移除速率慢,研磨时间长,在单面抛光移除20μm后其损伤层全部移除,抛光所得蓝宝石晶片平坦度略佳,抛光表面平整,粗糙度较小（Ra=0.194 nm,Rt=0.361 nm）,无明显起伏,表面质量相对较高,适于精修平坦度。

聚焦超声换能器的使用特点,提出了一种新型磨料流抛光加工方法,即采用凹球壳聚焦超声振动的方式在抛光液中产生聚焦磨料流抛光光学材料。先对聚焦超声振动换能器的声压场进行了测量,证明了声压场具有显著的聚焦特性,其中声压的值出现在焦距90 mm处;然后设计实验,利用该装备对碳化硅试件进行了抛光。结果表明:这一方法可以对光学材料进行抛光处理,不仅可以降低表面粗糙度和提高表面质量,而且系统结构比传统的磨料水射流抛光系统更加简单,没有管路、喷嘴损耗等。

一种湿法制备技术利用珍珠岩尾矿制备珍珠岩抛光磨料。与传统干法工艺相比 ,珍珠岩抛光磨料产品产率从 3 0 %提高到 70 %以上 ,颗粒粒度小于 15 0 μm ,而 0 -4 4μm粒级含量不到 10 %。粒度分布更加合理 ,完全满足玻壳行业及相关行业的要求。湿法制备珍珠岩抛光磨料是珍珠岩加工业充分合理利用珍珠岩尾矿的十分有效的利用途径。 提高硬质合金刀片前刀面化学机械抛光(CMP)的材料去除率和表面质量,采用6种不同硬度磨料(金刚石、碳化硼、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氧化硅)对硬质合金刀片CMP加工,采用表面粗糙度测量仪和超景深三维显微系统观察抛光前后刀片的表面形貌,探讨硬质合金刀具CMP材料去除机制。实验结果表明:碳化硼磨料因粒径分散性大,造成硬质合金刀片表面划痕较多;低硬度的氧化硅、氧化锆、碳化硅磨料只能去除硬质合金刀片表面局部划痕区域;接近硬质合金刀片硬度的氧化铝磨料,可获得较好的表面质量;硬度的金刚石磨料在CMP加工时,在硬质合金刀片表面上产生机械应力,促进化学反应,获得比其他磨料更高的材料去除率和更好的表面质量。因此,在硬质合金刀片粗加工时可以选用氧化铝磨料,精加工时选用金刚石磨料。