射流等离子体工艺参数对物理抛光效果的影响

为实现超光滑表面光学元件的高精度无损加工,将大气射流等离子体炬技术引入到超光滑光学元件加工中.以石英玻璃为加工对象,对大气射流等离子体炬的物理抛光去除效应进行了研究,分析了大气射流等离子体炬放电功率、抛光时间、样品处理位置等工艺参数的变化,对石英玻璃刻蚀速率和表面粗糙度的影响.实验结果表明,以空气为工作气体时,对石英玻璃的刻蚀速率最高可达4.6nm/min.经抛光处理后的石英表面粗糙度受到工艺条件的影响,在等离子炬功率为420～460W,作用距离16～22mm范围内,石英玻璃的表面粗糙度有明显下降,随着抛光时间的增加,呈现出收敛性.     

GMR硬盘磁头自由磨粒抛光材料去除机理研究

同时获得高去除率和超光滑平整的表面是硬盘磁头自由磨粒抛光的矛盾,研究自由磨粒抛光材料去除规律可以优化抛光工艺.采用修正环型浮动块抛光机抛光GMR硬盘磁头,采用场发射扫描电镜和原子力显微镜观察磁头表面形貌.通过改变抛光盘的表面形貌、抛光液以及抛光压力等抛光条件,获得不同的磁头表面形貌,磁头表面有磨粒产生的划痕和少量微坑,显示材料主要以微切削方式去除.划痕和微坑的深浅、数量随抛光条件的不同而改变.进一步采用纳米压痕仪测量磁头表面材料去除率,并研究抛光盘、抛光压力和抛光液等参数与材料去除率的关系,建立了GMR磁头材料去除率模型,并可预测表面粗糙度,与实验结果基本相吻合.据此可以优化工艺,在获得最佳表面质量的同时,获得高的去除率,兼顾效率与品质的因素.     

ULSI制备中SiO2介质的化学机械抛光

对超大规模集成电路（ＵＬＳＩ）制备中二氧化硅介质的抛光机理、工艺条件选择、抛光液成分与作用等进行了综述,对抛光浆料及抛光工艺中存在的一些难题进行了分析,对如何提高抛光速率、改善表面状况以及解决金属离子沾污等问题进行了讨论．     

不锈钢振动辅助力流变抛光

为进一步提高力流变抛光效率与抛光质量,提出振动辅助力流变抛光方法。对不锈钢振动辅助力流变抛光加工过程中,工件材料去除过程及不同工艺参数对抛光特性影响进行研究。基于振动辅助力流变抛光原理及试验,以材料去除率和表面粗糙度为评价条件,分析了抛光速度、振动频率和振幅3个关键参数对抛光影响规律。基于田口法设计试验,采用信噪比评估试验结果并得出优化的工艺参数,通过方差分析法得出各因素的权重。结果表明：抛光速度对材料去除率影响最大,振幅次之,振动频率影响最小;抛光速度对表面粗糙度影响最大,振动频率次之,振幅影响最小。在优选的抛光参数组合下,抛光速度40 r·min^-1、振幅0.35 mm、振动频率80 Hz,加工30 min后工件表面粗糙度由(80±10) nm下降至(7.1±0.9) nm,其材料去除率达到68 nm·min^-1。受振动的抛光液中粒子间发生相对相位差并形成一定的剪切速率,使抛光液产生流变效应并把持游离磨粒。在相对运动作用下对工件表面施加压力及剪切力,以塑性去除方式实现不锈钢材料去除。利用所提方法,在优化工艺参数下可有效去除不锈钢表面划痕,...     

硬盘磁头自由磨粒抛光材料去除机理研究

同时获得高去除率和超光滑平整的表面是硬盘磁头自由磨粒抛光的矛盾,研究自由磨粒抛光材料去除规律可以优化抛光工艺。采用修正环型浮动块抛光机抛光GMR硬盘磁头,采用场发射扫描电镜和原子力显微镜观察磁头表面形貌。通过改变抛光盘的表面形貌、抛光液以及抛光压力等抛光条件,获得不同的磁头表面形貌,磁头表面有磨粒产生的划痕和少量微坑,显示材料主要以微切削方式去除。划痕和微坑的深浅、数量随抛光条件的不同而改变。进一步采用纳米压痕仪测量磁头表面材料去除率,并研究抛光盘、抛光压力和抛光液等参数与材料去除率的关系,建立了GMR磁     

环带式磁流变抛光加工石英光学零件实验分析

针对磁流变抛光工艺参数对加工石英光学零件表面粗糙度的影响规律,进行了平面石英玻璃光学零件的工艺实验.应用正交实验方法分析了磁流变抛光中主要工艺参数:磁场强度、工件轴转速、平摆速度、抛光盘与工件间的间隙对石英玻璃表面粗糙度的影响规律,确定了石英玻璃磁流变抛光最优工艺因素.并分阶段采用不同工艺参数进行磁流变抛光,抛光后石英玻璃光学零件的表面粗糙度值达到0.6 nm.     

不锈钢细长弯管化学抛光工艺的研究

研究了奥氏体不锈钢细长弯管的化学抛光液的组成及抛光工艺参数,讨论了抛光液的组成成分和抛光温度、时间对表面光洁度的影响.经过实验,筛选出一组化学抛光添加剂并找出最佳抛光工艺参数,抛光后细长弯管的表面光洁度能达到所要求的效果.     

Ge单晶片的碱性化学腐蚀抛光研究

采用湿法化学腐蚀技术,研究Ge单晶片在NaOH-H2O2体系中的化学腐蚀抛光特性。通过改变腐蚀液配比、腐蚀时间、腐蚀容器,分析锗单晶腐蚀抛光过程的机理及其表面状态变化规律。结果表明:锗单晶在碱性腐蚀抛光后的表面平整度能够接近酸腐蚀的单晶表面;在腐蚀过程中,双氧水分解产生的氧离子极少部分用于锗的氧化,但从动力学角度加快了腐蚀速率,促进了表面抛光的程度。在碱腐蚀条件下,锗单晶的腐蚀速率在一定范围内随氢氧化钠浓度增加呈先增后降趋势,表面粗糙度变化趋势与之相反。     

ZnS离子束抛光过程中的粗糙度演变

为了得到离子束抛光ZnS的工艺参数,采用微波离子源作为抛光源,分析了离子束能量、离子束流大小、离子束入射角度对ZnS刻蚀速率及表面粗糙度的影响,比较了ZnS刻蚀速率及表面粗糙度的变化趋势.研究结果表明:当离子束能量为400eV、离子束流大小为35mA、入射角度为45°时,ZnS表面粗糙度降低了0.23nm.     

不锈钢细长弯管化学抛光工艺的研究

研究了奥氏体不锈钢细长弯管的化学抛光液组成及抛光工艺参数,讨论了抛光液的组成成分和抛光温度,对间对表面光洁度的影响,经过实验,筛选出一组化学抛光添加剂并找出最佳抛光工艺参数,抛光后细长弯管的表面光洁度能达到所要求的效果。     

低熔点光学玻璃表面加工工艺参数优化

为优化磁流变抛光对低熔点玻璃表面的加工工艺,文中利用磁流变抛光技术对低熔点玻璃进行抛光,分析了磁流变抛光中工艺参数对低熔点光学材料对表面粗糙度的影响,探讨低熔点玻璃通过冷加工的方法进行超光滑加工的效果.实验研究表明:在抛光液质量分数为15％、磨盘转速为35 r·min-1、抛光时间为50 min条件下,磁流变抛光对低熔...     

1Cr18Ni9Ti的电化学抛光

本文研究了1Cr18Ni9Ti在H_3PO_4—H_2SO_4—CrO_3体系中的电化学抛光。探讨抛光液组分的作用、筛选抛光工艺条件、讨论抛光机理,并对比测定了抛光膜的光洁度和耐蚀性。试验表明,采用本文推荐的抛光工艺可得到光洁度高、平整性好、又具有较高耐蚀性的光泽表面。     

高纯铝片抛光工艺及对氧化铝模板的影响

在多孔阳极氧化铝（Porous anodic alumina,PAA）制备过程中,为了得到更稳定的电解过程,实现高度有序的纳米孔阵列结构,对高纯铝片表面进行抛光是一个典型的、必要的步骤。为此系统研究了高氯酸/乙醇抛光液体系在不同电压（1,5,10,20V和25V）和不同时间（10,60s和180s）下的抛光工艺,以及抛光对高纯铝片表面以及PAA的影响,获得用于制备PAA模板较合适的抛光工艺,即抛光电压为10V,抛光时间为180s。     

蓝宝石衬底CMP中温度控制对速率的影响

化学机械抛光(CMP)是固体物质表面超精密加工最重要的方法之一,温度是影响CMP过程中化学反应快慢及材料去除速率的重要因素之一.本文重点研究了蓝宝石衬底CMP过程中抛光前期温度上升时间对最终抛光效果的影响,并采用原子力显微镜观察表面粗糙度,通过测厚仪测量去除厚度.实验结果表明,通过小流量快启动方式,减少温度上升时间,可以有效提高抛光去除速率,改善去除速率均匀性.在工作压力为0.1 MPa时,抛光开始15 min后使温度提升到35℃,抛光速率为4.07 m/h,片内速率非均匀性为4.73%,粗糙度为0.174 nm.     

磁场强度对磁流变抛光表面粗糙度的影响

在自制的磁流变抛光实验装置中,通过被加工零件和Bingham凸起相对运动产生的剪切力来实现抛光.在该装置上进行工艺实验,研究了磁流变抛光技术中磁场对表面粗糙度的影响.比较了不同磁场强度下的磁流变抛光情况,以及表面粗糙度和抛光效率的差别,然后,通过采用不同磁场强度组合加工,使初始表面粗糙度(Ra)为400 nm的K9玻璃材料的平面,磁流变抛光30 min,表面粗糙度值达到了0.86 nm,提高了被加工零件的抛光效率和表面质量.     

硫系红外玻璃的抛光工艺研究

为研究锗砷硒(Ge22As20Se58)硫系红外玻璃的最佳抛光参数,比较了CeO2抛光液和Al2O3抛光液、聚氨酯抛光模和黑色阻尼布作为抛光垫时的优劣性。通过4因素3水平的正交实验,采用古典法平摆式磨抛技术研究锗砷硒玻璃的抛光工艺,使用Taylor Hobson粗糙度轮廓仪和Zygo Newview 8200对抛光后的锗砷硒玻璃表面粗糙度进行检测。研究结果表明:相比较于聚氨酯抛光模,黑色阻尼布作为抛光垫时玻璃未产生划痕,抛光时Al2O3抛光液的抛光效果优于CeO2抛光液,锗砷硒玻璃表面粗糙度可达2.59nm,得到了最佳抛光工艺。     

复杂模具自由曲面抛光工艺规划的研究

抛光是模具自由曲面自动化加工中的重要工序．本文对复杂模具自由曲面抛光的工艺规划技术进行了研究,首先详细给出了抛光工艺规划步骤,即自由曲面分区、磨具的选择、路径规划、加工参数优化和抛光次数的确定;提出了三种确定抛光次数的方法,即表面粗糙度法、材料去除深度法和效率法,并具体给出了每一种临界抛光次数的计算方法．     

砂布页轮柔性抛光表面微观形貌建模与预测

柔性抛光技术广泛应用于航空发动机整体叶盘叶片的精密加工。系统深入研究柔性抛光过程,了解抛光加工表面微观形貌生成的内涵,成为柔性抛光加工技术的重要研究内容之一。以砂布页轮为柔性磨具,通过空间几何坐标变换建立了砂布页轮表面磨粒的空间运动学模型及磨粒-工件几何学干涉模型,并研究了砂布页轮柔性变形对工件表面磨粒运动轨迹的影响。基于磨具表面形貌模型,利用MATLAB软件进行砂布页轮柔性抛光表面微观形貌生成过程仿真,并得到不同工艺参数下工件表面三维形貌及其影响规律,抛光实验结果验证了该仿真算法的正确性和有效性。     

微流控芯片磁性抛光工艺参数优化

以提高微流控芯片表面质量为目的,进行磁性抛光微流控芯片的关键工艺参数优化研究.首先,设计单因素实验组,根据实验结果,得到磁性抛光关键工艺参数对其抛光质量的影响规律:随着抛光间隙的减小,芯片表面粗糙度由0.327μm增至0.045μm,后又降至0.130μm,其最佳抛光间隙为1.5 mm;主轴转速对抛光质量的影响并不显著,改变转速进行抛光后芯片表面粗糙度保持在0.045～0.055μm,其最佳范围为400～800 r/min;微流控芯片表面粗糙度随着抛光时间增加而提高,最高表面粗糙度为0.018μm,相对而言,最佳抛光时间为30 min.此外,磁性复合流体(magnetic compound fluid,MCF)抛光质量受加工间隙影响最大,受抛光时间的影响略大于主轴转速.实验结果表明,通过对磁性抛光的关键工艺参数进行优化,可以将微流控芯片的表面粗糙度从0.510μm提高到0.018μm,由此可进一步探索磁性抛光技术应用于微流控芯片的确定性抛光.     

蓝宝石磁流变化学机械抛光工艺研究

针对超光滑平面蓝宝石衬底片存在亚表层损伤的问题,文中利用磁流变抛光技术进行蓝宝石衬底片抛光以满足现有生产需要,研究了磁流变抛光中抛光压力、抛光盘转速、工件盘转速及抛光液温度等工艺参数对C向蓝宝石衬底片表面粗糙度和去除率的影响。采用正交实验方法获得了一组最佳工艺参数为:抛光压力为25 kg,抛光盘转速为40 r·min~(-1),工件盘转速为20 r·min~(-1),抛光液温度为38℃。研究结果表明:蓝宝石抛光后最优表面粗糙度R_a为0.31 nm,去除率达到2.68μm·h~(-1)。