流体二维振动加工技术的实验研究

提出了一种基于流体二维振动的超光滑表面加工新方法。该方法是对流体在水平和垂直方向同时施加超声振动,从而实现了流体的二维高频振动,为工件加工提供抛光作用力。研制了一套实验装置,该装置由工作槽、行星机构、控制装置等组成。利用该装置对光学玻璃进行了一系列实验,分析了抛光时间、抛光液的质量分数、磨料的粒度等对加工质量的影响。     

利用复合磨粒抛光液的硅片化学机械抛光

为了提高硅片的抛光速率,利用复合磨粒抛光液对硅片进行化学机械抛光.分析了SiO2磨粒与聚苯乙烯粒子在溶液中的ζ电位及粒子间的相互作用机制,观察到SiO2磨粒吸附在聚苯乙烯及某种氨基树脂粒子表面的现象.通过向单一磨粒抛光液中加入聚合物粒子的方法获得了复合磨粒抛光液.对硅片传统化学机械抛光与利用复合磨粒抛光液的化学机械抛光进行了抛光性能研究,提出了利用复合磨粒抛光液的化学机械抛光技术的材料去除机理,并分析了抛光工艺参数对抛光速率的影响.实验结果显示,利用单一SiO2磨料抛光液对硅片进行抛光的抛光速率为180 nm/min;利用SiO2磨料与聚苯乙烯粒子或某氨基树脂粒子形成的复合磨粒抛光液对硅片进行抛光的抛光速率分别为273 nm/min和324 nm/min.结果表明,利用复合磨粒抛光液对硅片进行抛光提高了抛光速率,并可获得Ra为0.2 nm的光滑表面.     

基于超声振动磨削与抛光技术的SiC反射镜加工工艺研究

针对航天用Si C反射镜在加工过程中的低加工效率、表面质量差等难题,在半精磨阶段采用超声振动磨削技术对其进行加工试验以研究其去除机理及存在的缺陷。为进一步解决超声振动磨削Si C反射镜存在的缺陷,在精加工阶段对其进行了抛光试验。通过采用正交试验的方法对影响Si C表面粗糙度的各工艺参数进行抛光试验设计及分析得到抛光压力、抛光盘转速、抛光液磨粒粒度及抛光时间对表面粗糙度的影响规律及其最优参数组合。研究结果表明在抛光压力40 k Pa,抛光盘转速400 r/min,抛光液磨粒粒度0.5μm,抛光时间2 h的最佳工艺参数下可获得表面粗糙度为21nm的加工表面。     

利用复合磨粒抛光液的硅片化学机械抛光工艺参数优化试验研究

为提高硅片抛光速率,提出利用复合磨粒抛光液对硅片进行化学机械抛光.分析SiO2磨粒与某种氨基树脂粒子在溶液中的相互作用机制,观察SiO2磨粒吸附在氨基树脂粒子表面的现象.通过向单一磨粒抛光液中加入聚合物粒子的方法获得了复合磨粒抛光液.应用田口法对SiO2磨粒质量分数、氨基树脂粒子质量分数以及抛光速度三个影响硅片材料去除率的工艺因素进行了优化分析,得到以材料去除率为评价条件的优化抛光工艺参数.试验结果表明:利用5wt%的SiO2磨料、3wt%的氨基树脂粒子形成的复合磨粒抛光液,在抛光盘和载样盘的转速均为50r/min以及抛光压力为22kPa的工艺条件下,对硅片进行抛光的抛光速率达到353nm/min.     

一种兆赫频超声抛光振子的设计与研究

在声波透射与折射基本理论的基础上,设计制作了匹配层压电换能器结构的兆声抛光振子,提高了兆赫频超声抛光工具的声能量辐射效率。此外,通过对兆声压电振子的振动模式进行控制,消除了高频圆片型压电振子本身存在的强烈的耦合振动效应。在制作完成兆声抛光振子的基础上,对抛光振子工作端的振动振幅进行了测试,在横向尺度上满足了兆声抛光工具头振动振幅均匀化的要求。实现了一种用于硅片化学机械抛光的兆声抛光振子。为大尺寸硅片的化学机械抛光工艺提供了可借鉴的附加技术手段。     

CeO_2/SiO_2复合磨粒抛光性能及机制研究

为提高硅片抛光质量与效率,利用均相沉淀法制备CeO2/SiO2复合磨粒,配制绿色环保水基型抛光液对硅片进行化学机械抛光,研究pH值、抛光时间、抛光速度、抛光压力等抛光工艺参数对硅片抛光性能的影响。结果表明:随抛光液pH值增加,材料去除率相应增大;材料去除率在一定时间范围内随抛光时间增加而下降;材料去除量随抛光速度、抛光压力的增加均先增大后减小。推测CeO2/SiO2复合磨粒抛光机制为由于水合作用,在硅片表面形成一层易于磨削的软质层。     

CeO2/SiO2复合磨粒抛光性能及机理研究

为提高硅片抛光质量与效率,利用均相沉淀法制备ＣｅＯ２／ＳｉＯ２ 复合磨粒,配制绿色环保水基型抛光液对硅片进行化学机械抛光,研究ｐＨ值、抛光时间、抛光速度、抛光压力等抛光工艺参数对硅片抛光性能的影响。结果表明：随抛光液ｐＨ值增加,材料去除率相应增大;材料去除率在一定时间范围内随抛光时间增加而下降;材料去除量随抛光速度、抛光压力的增加均先增大后减小。推测ＣｅＯ２／ＳｉＯ２复合磨粒抛光机制为由于水合作用,在硅片表面形成一层易于磨削的软质层。     

蓝宝石衬底双面研磨亚表面损伤双片式角度抛光法检测

针对传统角度抛光法检测的不足,提出将双片式角度抛光法用于蓝宝石衬底双面研磨亚表面损伤层深度的检测。双片式角度抛光法采用双晶片重合黏结的实验晶片组测量抛光斜面腐蚀裂纹,避免了传统角度抛光法因抛光斜面和原晶片平面分界边缘难以辨别而造成的测量误差;使用数显测长仪对实验晶片组抛光斜面加工轮廓进行测量,测量结果代入相应计算公式得出准确的斜面倾角,消除角度取值不准确带来的方法误差,提高了测量精度。经检测得到,单晶面抛光斜面平均裂纹宽度约为175μm、平均斜面倾角为4.91°,双面研磨单晶面亚表面损伤层深度约为15μm,双晶面亚表面损伤层深度约为30μm。双面研磨工艺参数:研磨液采用320#碳化硼磨粒煤油溶液,研磨初始压力为30g/cm2,研磨终止压力为110g/cm2,研磨盘转速为13r/min。     

超声振动辅助固结磨粒抛光硅片表面形成机理及实验

基于超声加工所具有的加工效率和加工表面质量高等特性,提出了一种超声振动辅助固结磨粒化学机械复合抛光硅片新技术。对抛光工具及复合抛光实验系统的建立进行了描述,在此基础上开展硅片抛光表面形貌及材料去除机理的理论及实验研究,得到不同抛光力下的研究结果。所建立的理论模型及实验结果表明,超声振动辅助固结磨粒抛光有利于硅片表面质量及材料去除率的提高,且随着抛光力的增大,抛光表面质量下降,材料去除效果提高。     

硅片的超声流体喷射抛光实验研究

基于兆赫级压电振子驱动提出,一种新的流体喷射抛光方法,利用Z4120台式钻床搭建了流体喷射超声抛光实验装置,以2吋硅片为喷射抛光对象,通过实验验证了该抛光方法对硅片的精密化学机械抛光的实际效果。实验结果表明,在相同的实验工况下,硅片与喷射流的相对转速越高,抛光的效果越好。硅片转速相比抛光时间对硅片表面的粗糙度影响效果更明显。该抛光方法因无须借助抛光垫的接触作用,能使硅片在精密抛光过程中,避免抛光工具对硅片表面的损伤。     

使用条件对合成抛光革粘弹性行为的影响

粘弹性行为是决定合成抛光革抛光性能的重要因素。在抛光中，抛光革由于温度、抛光度、使用状态等因素将使其粘弹性行为发生变化。本文研究了这种变化对抛光质量和抛光精度的影响     

不锈钢表面加工的现状与发展趋势

分析常见不锈钢材料的特点和用途,归纳当前生产中常用的加工方法。在对机械抛光、电解抛光、磁流变研抛等各种加工方法的特点和适用场合进行分析的基础上,指出目前加工方法存在的问题,并对未来的发展趋势提出展望。     

化学机械抛光中抛光垫表面沟槽的研究

抛光垫表面沟槽是决定抛光垫性能的重要因素之一.介绍了抛光垫表面沟槽的形状、尺寸和倾斜角度等因素对抛光过程的影响规律,认为负螺旋对数型沟槽抛光垫的性能最佳,沟槽的深度和宽度会影响加工区域抛光液的平均驻留时间、混和效率及成分,沟槽的倾斜角度也会影响抛光效率,-20°倾斜角抛光垫的抛光效率最高.     

变向恒速平动研磨机的研制

所研制的变向恒速平动研磨机,其工件平面相对于研磨盘的运动速度大小恒定,而方向沿圆周轨迹的切线方向循序渐变.分析与试验表明该实验机可获得高的研磨质量和高的生产率,并具有长寿命、对加工及安装精度要求低等特点.     

不锈钢CMP抛光液的研制

简单介绍了不锈钢材料表面的几种加工工艺的优缺点,介绍了化学机械抛光(CMP)工艺的机理。介绍了抛光液的各成分及其作用机理,同时列举了一些常用的药品种类。针对不锈钢材料,通过理论分析或者实验对比,合理选择各个成分的药品种类,确定了二氧化硅、柠檬酸、过氧化氢、烷基酚聚氧乙烯醚和苯并三氮唑作为抛光液的主要成分。通过正交实验的方法确定了每个成分的最佳含量。最后采用优化后的CMP抛光液进行不锈钢的CMP实验,并对比不锈钢抛光前后表面质量验证抛光液的有效性。     

大尺度光学玻璃离散粒子抛光技术研究

分析大尺度光学玻璃加工工艺,说明离散粒子抛光是大尺度光学玻璃精密加工的关键工序.介绍各种离散粒子抛光方法内涵、发展过程与趋势,从加工精度、质量、效率角度进行重点评述.介绍目前正在进行研究的可控式磨料流体抛光原理、实现形式及现状.研究表明可控式磨料流体抛光是一种值得关注的离散粒子抛光方法.     

Investigation of Chemical/Mechanical Polishing of Niobium

A chemical/mechanical method for polishing flat niobium sheets to a mirror finish was developed. Various polishing slurries with different open circuit potentials and pH values were considered. All slurries fell within the niobate region of the Pourbaix diagrams, indicating that slurries are in a thermodynamically stable region. Oxidation characteristics of the niobium in the various slurries were determined by XPS and confirmed previously published work that niobium forms various layers of stable niobium oxides roughly 4.5–4.7 nm in thickness on the surface. A multi-step polishing method that relies on mechanical abrasion of the surface proved to be effective, and particles of different hardness and size were explored. Niobium wafers with initial peak-to-valley (PV) surface roughness of 3 to 7 μm were polished. The multi-step process utilized a slurry containing 1 μm diameter alumina particles to polish this initial roughness down to a submicrometer level. The final polish was provided by a slurry containing smaller particles. The oxide slurry with 70 to 100 nm silica particles gave the best mirror finished surface, with PV = 235 nm, Ra = 32 nm, and RMS = 39 nm. While polishing caused some disorder in the niobium metal, using the oxide slurry gave results closer to those obtained by buffered chemical polish (BCP), which exhibits the highest degree of atomic order based on XPS studies. A polishing process starting with mechanical abrasion, followed by a two-step mechanical polish, is successful for obtaining smooth niobium surfaces on flat wafers.     

正确使用XMW-30卧式离心研磨机的研究

以XMW-30卧式离心研磨机为例，介绍了毛刺的种类和去除方法，阐述了离心研磨机去毛刺的工作过程及工艺要点。     

模具型面快速数控抛光研究

针对模具型面的特点,提出一种快速数控抛光工艺方法.通过对抛光轮和抛光装置的柔性设计,使得与普通数控机床相联的抛光工具能够随着模具表面形貌的变化,作出一定范围内的姿态调节,从而保持了抛光过程的一致性,能够获得均匀的抛光效果.通过抛光实验,初步验证了抛光工具对曲面的加工能力,并从实验数据中总结出抛光加工的去除模型.     

一种用于透镜高速抛光的高纯氧化铈

介绍一种透镜高速抛光中与聚氨基甲酸乙酯抛光模相匹配的高纯氧化铈,着重阐述烧制处理、添加剂对其抛光效率的影响以及回收工艺。