半固着磨具在非晶态Ni-Pd-P合金薄膜铜片衬底精密研磨中的应用

非晶态Ni-Pd-P合金薄膜具有非常好的热传导性和耐磨性,因而被广泛用作防护镀层.铜片由于其良好的导电性能被选为生长非晶态Ni-Pd-P合金薄膜的衬底材料.主要研究半固着磨具精密研磨非晶态Ni-Pd-P合金薄膜铜片衬底,以铜片衬底的表面粗糙度和材料去除率为评价指标,探讨了研磨过程中不同的工艺参数对铜片表面粗糙度和材料去除率的影响.结果表明:用800# SiC半固着磨具对铜片衬底进行研磨加工,10min后铜片表面粗糙度Ra可由0.553μm减小到0.28μm,同时表面无深划痕.加工后的铜片再经金刚石研磨膏抛光可快速获得满足Ni-Pd-P合金薄膜生长用的铜片衬底表面.     

非晶态合金薄膜铜衬底超精密抛光的实验研究

本文采用聚氨酯抛光盘和绒布抛光垫对铜衬底进行超精密抛光工艺研究,对铜衬底的表面粗糙度、材料去除率以及铜衬底表面组织结构变化过程进行了研究,并讨论了铜衬底在超精密抛光时,不同抛光条件对其表面粗糙度和材料去除率的影响,以及抛光压力对铜衬底的表面形成过程的影响。结果表明,采用聚氨酯抛光盘和绒布抛光垫可以消除划痕,抛光后的铜衬底表面粗糙度可达Ra6 nm。     

碳化硼薄膜的电子束蒸发制备及表面分析

采用电子束蒸发技术制备碳化硼薄膜,利用X射线衍射(XRD)分析了薄膜的结构,测量了薄膜的X射线光电子能谱(XPS),并利用原子力显微镜(AFM)对薄膜进行表面分析.XRD结果表明:薄膜的结晶性随着衬底温度的升高逐渐转好,在较低的衬底温度下制备出多晶碳化硼薄膜.XPS分析得到了碳化硼薄膜表面的化学成分和结构特性,其主要成分为B_4C.AFM结果表明,薄膜表面光滑平整、均匀致密,随着衬底温度的升高薄膜均方根(RMS)粗糙度逐渐增大.     

Co_2MnAl哈斯勒合金薄膜的制备与磁性研究

采用磁控共溅射方法制备了Co_2MnAl哈斯勒合金薄膜。系统研究了衬底加热温度对Co_2MnAl薄膜的晶体结构、磁学性质(饱和磁化强度和矫顽力)和表面粗糙度的影响。300℃时制备的Co_2MnAl薄膜具有良好的B2晶体结构,显示了最大的饱和磁化强度和非常小的粗糙度。通过调控衬底加热温度,实现了Co_2MnAl薄膜的矫顽力在400~2 785A/m范围的调控。     

AlN陶瓷表面状态对Ti/Ni金属化薄膜粘结性能的影响

采用电子束蒸发技术在AlN衬底上蒸镀Ti/Ni双层金属化薄膜,通过SEM、EDS和AES等方法分析抛光AlN表面状态及与金属化薄膜间的相互作用.结果表明:离子束清洗可去除AlN衬底表面疏松层,改变AlN衬底表面状态,提高衬底表面能.结合热蒸发原子的作用,膜基界面处Al、N和Ti元素之间产生相互扩散现象,AlN陶瓷和Ti膜的附着机制由未清洗前的简单附着改变为扩散附着,极大提高了金属化薄膜粘结性能,其拉脱强度达300 MPa以上,且无需后续退火处理.     

脉冲负偏压增强的高质量金刚石薄膜的沉积

由于直流偏压方法沉积金刚石薄膜易出现电荷积聚现象，从而影响了薄膜的均匀性。本文采用脉冲负偏压增强热丝化学气相沉积(HFCVD)法，以WC—Co硬质合金为衬底制备金刚石薄膜，探讨了在不同频率脉冲直流偏压(500∽5000Hz)T，脉冲偏压对金刚石薄膜的均匀性、致密性和晶粒度的影响，并且讨论了脉冲偏压作用的机理。对沉积的金刚石薄膜进行SEM、XRD和Raman分析。结果表明，采用500Hz脉冲偏压可获得高质量的金刚石薄膜，薄膜的晶粒度小，均匀性和致密性较好。     

SnO2导电薄膜性能研究

采用射频反应溅射法制备SnO2导电薄膜,用AFM、XRD、XPS研究了薄膜的结构与表面化学组成对导电性能的影响,同时分析了衬底温度对薄膜导电性能的影响.结果表明:采用射频反应溅射制备的SnO2薄膜是具有(211)择优取向的多晶结构氧空位导电的n型半导体,衬底温度对于SnO2薄膜的微观结构和表面组成影响巨大,在低温衬底下制备的SnO2薄膜具有最佳的导电性能.     

衬底温度对FeCrCoNiMn高熵合金氮化物薄膜组织结构和电性能的影响

采用射频反应磁控溅射法在Si(100)衬底上制备出纳米晶高熵合金FeCrCoNiMn氮化物薄膜,结合场发射扫描电子显微镜(FESEM)、电子显微探针(EPMA)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、原子力显微镜(AFM)及四点探针(FPP)研究了衬底温度(40、300、500℃)对沉积薄膜的表面形貌、化学组成、微观结构和导电性能的影响。结果表明,衬底温度对高熵合金FeCrCoNiMn-N薄膜的形貌、组织结构和导电性能有显著影响。随衬底温度的升高,薄膜的表面粗糙度和颗粒/晶粒尺寸增大;与氮反应沉积后,含氮高熵合金薄膜中形成了Mn3N2、MnN、Cr2N和CrN金属氮化物,而Fe、Ni和Co元素则以Fe-Ni-Co合金相形式存在。不含氮合金薄膜其电阻率高达131.78mΩ·cm,加入氮沉积后,随衬底温度的增加,含氮薄膜的电阻率逐渐减小(6.14~0.43mΩ·cm),含氮合金薄膜的电阻率明显小于合金靶材的沉积膜,衬底温度500℃时薄膜的电阻率达到最小值0.43mΩ·cm。     

钛酸铋薄膜的磁控溅射及其退火处理

采用射频磁控溅射技术,在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了钛酸铋(Bi4Ti3O12,简称BIT)薄膜。研究了衬底温度及后续退火处理对薄膜结构和表面形貌的影响。结果表明:适宜的衬底温度为200℃。随着退火温度(650~800℃)的升高,BIT薄膜的结晶性变好,晶粒尺寸增大,c轴取向增强。当退火温度达到850℃时,开始出现焦绿石相;700~800℃为适宜的退火温度,在此条件下得到的BIT薄膜结晶良好,尺寸均匀,表面平整致密。     

等离子增强化学气相沉积制备氮化硅薄膜的工艺优化与性能

采用等离子增强化学气相沉积方法在p型<100>硅片沉积氮化硅薄膜，通过椭偏仪和缓冲氧化物刻蚀液(BOE)溶解实验来表征薄膜的均匀性与致密度，研究了射频功率、腔室气压、气体流量比和衬底温度4个工艺参数对氮化硅薄膜性能的影响。结果表明：在60～100 W范围内，射频功率越大，氮化硅薄膜生长速率越快；腔室气压在130 Pa时有利于形成均匀性好、结构致密的氮化硅薄膜。硅烷/氨气气体流量比例较低时，提高流量比可以提高薄膜的致密度，但比例超过1.4后致密度几乎不再变化；衬底温度在200～300℃时，衬底温度越高，薄膜的生长速率越低，致密度越高。最优的工艺参数为：射频功率100 W、腔室气压130 Pa、硅烷流量280 mL/min、氨气流量10 mL/min、衬底温度300℃,此时氮化硅薄膜的生长速率为16.3 nm/min,均匀性为0.07%,折射率为2.1,溶解速率为0.42 nm/s。     

钇铝石榴石晶体的机械抛光工艺

钇铝石榴石（yttrium aluminum garnet,YAG）是性能优良的激光晶体,但其属于硬脆材料（莫氏硬度8.5）,在抛光时易产生划痕及凹坑等缺陷。为去除YAG晶体的表面缺陷,用铜盘进行粗磨,并研究载荷和抛光盘转速对晶体平面度和表面粗糙度的影响。结果显示:铜盘可改善晶体表面缺陷,在转速70 r/min、载荷15 kPa时抛光45 min可达到最佳加工效果。再使用IC1000进一步降低晶体表面粗糙度,在抛光盘转速为9 r/min,抛光压力为15 kPa的条件下抛光30 min后,平面度PV可达100 nm,表面粗糙度RMS可达0.9 nm,在体视显微镜下观察无划痕及凹坑。      

金刚石膜/硅复合基片的制备工艺研究

通过等离子体喷射法硅衬底制备金刚石的试验,研究了硅片规格、硅片前期预处理、金刚石膜沉积以及后期热处理等对制备复合基片性质和裂纹产生的影响,对各个工序进行优化和改进,确定了制备金刚石膜/硅复合基片最佳的工艺流程.实验结果表明:在硅基片制备的金刚石膜厚度大于20 μm,抛光后金刚石膜表面粗糙度Ra达到5.2 nm,剩余金刚...     

钛合金抛光表面粗糙度与表面形貌研究

为了优化钛合金抛光工艺参数,采用中心复合响应曲面法,建立了抛光表面粗糙度的预测模型;采用方差分析方法,检验了预测模型以及各抛光参数的显著性,分析了各抛光参数对表面粗糙度及表面形貌的影响规律。结果表明:该预测模型可对抛光表面粗糙度进行有效的预测;页轮粒度、页轮线速度和进给速度对表面粗糙度影响极显著;表面粗糙度随页轮粒度、页轮线速度和进给速度的增大而减小;表面形貌整体均匀,存在一定的隆起和沟壑。     

脉冲参数对 NiW 基带表面电化学抛光质量的影响

目的研究提高Ni W合金基带表面质量的脉冲电化学最佳抛光工艺。方法以磷酸为主要抛光酸剂,以甘油为缓冲剂配置抛光液,采用脉冲电化学抛光技术,研究电流密度、脉冲频率、脉冲占空比对Ni W基带的表面抛光效果的影响。通过扫描电镜和原子力显微镜对抛光后的基带表面微观形貌进行表征,获得最佳脉冲电化学抛光工艺。结果最佳工艺为:平均电流密度25 A/dm2,脉冲频率毫秒级(1000Hz以上),脉冲占空比1∶4,抛光时间10 min。扫描电镜结果表明,抛光后的基带表面平整致密,轧制和热处理产生的条纹、晶界等缺陷都被消除,在此抛光工艺下,可以有效降低Ni W基带表面粗糙度,提高基带表面质量。原子力显微镜测试4μm×4μm范围内的表面平均粗糙度为几个纳米,表明抛光基带表面非常平滑,达到镜面效果。结论最佳抛光工艺下,可以显著改善Ni W基带的表面质量,获得好的基带表面状态,满足涂层导体对金属基带材料表面质量的要求。     

聚氨酯抛光垫机械抛光钆镓石榴石晶片

钆镓石榴石（gadolinium gallium garnet,GGG）晶片是一种性能优良的激光材料,但其在抛光后易产生划痕、效率低。为保证GGG晶片的平面度、提高抛光效率,同时控制划痕现象,使用聚氨酯抛光垫进行机械抛光,研究抛光压力、抛光盘转速对平面度和表面粗糙度的影响。研究表明:使用聚氨酯抛光垫可以有效避免加工过程中产生划痕。在载荷127g/cm2,转速70r/min的条件下,抛光30min后的平面度可达到226nm,表面粗糙度RMS可达到36.3nm;表面缺陷较小,可被后续化学机械抛光很快去除。      

可溶固着软质磨粒抛光薄膜制备及性能研究

目的 实现微小光学器件高效、高质量、绿色的可溶固着软质磨粒薄膜抛光,对可溶固着软质磨粒抛光薄膜的制备工艺及抛光性能进行研究。方法 研究可溶树脂、不可溶树脂、磨粒和薄膜基底等原料对成膜及抛光性能的影响,探索可溶固着软质磨粒抛光薄膜制备工艺,以光纤连接器作为加工对象验证抛光薄膜的抛光特性。结果 选用双峰SiO2作为磨粒,采用环氧树脂(质量分数为95%)和聚丙烯酸树脂(质量分数为5%)组成的“可溶”混合树脂为结合剂,可实现磨粒层逐步溶解。在磨粒涂覆层中添加5%(质量分数)的硅橡胶可调节磨粒涂覆层成膜后的弹性模量和硬度,使薄膜兼顾抛光性能和耐用性。对PET薄膜基底进行电晕处理可增强其表面附着力。选用含1%(质量分数为)有机硅烷偶联剂的聚氨酯树脂作为PET基底和磨粒涂覆层连接剂,结合强度好,成膜后表面无裂纹。通过光纤端面抛光对比实验发现,可溶固着软质磨粒抛光薄膜的抛光性能和耐用性均优于日本NTTAT抛光片的相关性能。可溶固着软质磨粒抛光薄膜使用25次后,光纤端面仍可保持表面光滑,曲面面形完整,表面粗糙度Ra小于5 nm,回波损耗大于45 dB,连接损耗小于0.1 dB。结论 抛光实验表明,可溶固着软质磨粒抛光薄膜能实现光纤端面的高效精密加工。     

超声波作用下医用钛合金(Ti-6Al-4V)植入物的电解抛光

在电解抛光钛合金(Ti-6Al-4V)植入物的过程中引入功率超声波.分析了功率超声波对电解抛光过程的作用及对抛光效果的影响.通过合理利用功率超声波的能量特性,发挥其对传质过程的强化作用、空化效应,并与电化学抛光的特点相结合,对钛合金植入物进行抛光处理.结果表明,引入功率超声波,不但可以大幅度改善钛合金植入物的表面粗糙度,而且还可以增加其表面氧化膜中Ti的氧化物含量,进一步提高钛合金植入物的生物相容性和耐腐蚀性.     

大径厚比铜片的化学机械抛光

以次氯酸钠为氧化剂,六偏磷酸钠为络合剂,OP-10乳化剂为表面活性剂,硅溶胶为磨料配制抛光液（pH 9）,对粗抛光后的大径厚比铜片进行化学机械抛光。测量铜片抛光前后的平面度与表面粗糙度,用X射线能谱仪分析铜片表面的元素组成,用X射线衍射仪分析铜片表面的物相及残余应力。试验结果显示:铜片的平面度PV值由抛光前的4.813 μm降至抛光后的2.917 μm,表面粗糙度R_a值由抛光前的31.373 nm降至抛光后的3.776 nm;抛光前后铜片表面的元素组成及物相无明显变化,化学作用与机械作用达到了平衡,磨粒与抛光垫形成的机械作用能迅速去除铜片表面的氧化物层;且化学机械抛光显著降低铜片粗抛光后表面产生的残余应力。      

高平整度和低损伤碳化硅晶片的纳米磨削技术(英文)

采用细粒度砂轮的纳米磨削来实现碳化硅晶片高平整度和低损伤加工新方法。磨削试验表明采用纳米磨削50.8mm碳化硅晶片时其平整度在1.0μm以内,表面粗糙度可达0.42nm。纳米磨削比双面研磨和机械抛光更能高效地对碳化硅晶片做更高平整度、更低损伤加工,可以取代双面研磨和机械抛光,并减小化学机械抛光去除量。研究结果对高效低成本制备高质量碳化硅晶片有参考价值。     

铝合金高频窄脉冲电化学抛光的研究

为了研究铝合金高频窄脉冲电流电化学抛光中各抛光工艺参数与表面粗糙度之间的关系,采用正交试验法安排脉宽、抛光电压和抛光间隙等抛光工艺参数,用极差分析法初步定性地分析了各参数对表面质量影响的大小,然后运用逐步回归分析的方法建立教学模型,最终确定四次函数的回归方程(最优回归方程)为数学模型,并通过单因素试验验证了数学模型的可靠性,从而可对各工艺参数与表面粗糙度的关系作定量分析,为铝合金脉冲电流电化学抛光的研究和推广应用打下了一定的理论基础.