固结磨料抛光的平面度预测模型

本文利用Matlab建立了固结磨料抛光的平面度预测模型,根据硅片初始形貌及抛光参数值,可以预测抛光后硅片的表面形貌,并通过实验验证了该模型的可靠性.利用该模型分析了各抛光工艺参数对平面度的影响,结果表明:硅片和抛光垫转速不等时,硅片呈凸形,转速相差越大,平面度越差,但转速大小对平面度影响较小;增大偏心距有利于减小转速不等带来的影响,使平面度变好;选择较小的压力有利于平面度的提高.     

金刚石固结磨料研磨K9玻璃的研究

为提高光学材料的研磨效率与质量,提出一种亲水性固结磨料研磨方法.采用图形转移与UV固化工艺,将粒径为5～10 μm的金刚石磨料固结于亲水性光固化树脂中,制备固结磨料研磨抛光垫(FAP).选取工件的材料去除率(MRR)和表面粗糙度(Sa)来评价研磨的加工性能.对比研究了在相同粒径磨粒下的游离磨料研磨、固结磨料丸片研磨、及亲水性FAP研磨三种不同方法对K9光学玻璃的加工性能.实验结果表明:采用FAP研磨K9玻璃,MRR为350 nm/min,表面粗糙度Sa为3.24 nm,达到了精研的加工效率和抛光的表面质量.提出了固结磨料抛光丸片和亲水性FAP的加工模型,以及亲水性FAP的自修整机理.     

固结磨料研磨在脆硬材料加工中的应用

固结磨料研磨是近年来应用于光学器件研磨的加工技术,不但大大提高了研磨效率,改善了研磨质量,同时还避免了研磨液中废弃磨料对环境的污染。文章介绍了近年来固结磨料研磨在难加工材料中的应用情况和成果,详细介绍了应用过程中针对的研磨材料特点、研磨抛光方法以及获得的表面质量技术数据等。     

金刚石覆镍量对固着磨料研磨蓝宝石性能的影响

金刚石磨粒表面镀镍可以增强其与树脂的结合力。通过化学镀的方法在金刚石磨粒表面镀覆一层不同包覆率的Ni-P合金层,并制成了固结磨料研磨垫。采用CP-4型CMP抛光和测试系统,分别对蓝宝石进行粗研和精研加工,探索不同覆镍量对固着磨料研磨蓝宝石性能的影响。结果表明:金刚石磨粒表面镀镍可以改变其微观形貌:在实验范围内,随着金刚石包覆率的增加,摩擦因数、材料去除率和表面粗糙度呈现先增大后减小的趋势,其中粗研在包覆率为50%、精研在包覆率30%达到峰值;声发射信号呈现先减小后增大的趋势,其中粗研在包覆率50%、精研在包覆率30%达到谷值;粗研过程对包覆率的要求高于精研过程。     

固结磨料抛光LiB3O5晶体的抛光液优化

LiB3O5(LBO)非线性光学晶体软、脆的特点增加了超精密加工的难度.采用固结磨料抛光技术对LBO晶体(110)面进行抛光,研究酸性、中性和碱性抛光液pH值调节剂及pH值对晶体抛光材料去除率、表面形貌和表面粗糙度的影响.结果表明:酸性抛光液对LBO晶体表面的腐蚀作用太大,中性抛光液的腐蚀作用太小,不适合抛光LBO晶体;乙二胺配制pH值为11的无磨料碱性抛光液固结磨料抛光LBO晶体(110)面,获得高的晶体表面质量,表面粗糙度Sa为1.94 nm,表面损伤小.     

花岗石研磨抛光表面及其光泽度研究

对采用游离磨料研磨抛光后的花岗石表面粗糙度和光泽度进行了测量,并观察花岗石在研磨过程中表面形貌的变化.实验结果表明,抛光后表面粗糙度值虽然很低,但并没有消除石材与生俱来的裂纹等缺陷,表面还残留大量粗加工造成的较大凹坑,限制了花岗石表面光泽度的进一步提高.     

固结磨料研磨镁铝尖晶石的平均切深和亚表面损伤行为EI北大核心CSCD

根据接触力学原理建立了固结磨料研磨的平均切深模型,估算了不同粒径磨料作用下平均切深。依据磨粒平均切深值,采用离散元法对镁铝尖晶石固结磨料研抛的过程进行了模拟,并以此预测了固结磨料研磨条件下工件的亚表面损伤深度。采用角度抛光方法对亚表面损伤层深度的预测值进行了验证。结果表明:W5FAP研磨下工件亚表面损伤层深度的预测值为1.32μm、实测值为1.37μm;W14FAP研磨下的预测值为3.93 m,实测值为4.56μm;W50FAP研磨下的预测值为9.07μm,实测值为9.12μm;离散法的亚表面损伤层的预测结果与实测结果基本一致,验证了该方法的可靠性。     

复合电镀法制造固结磨料金刚石线锯的工艺要点分析

复合电镀法是制造固结磨料金刚石线锯的理想方法。复合电镀法制造固结磨料金刚石线锯依次经线锯基体选择、预处理工序、电镀工序和后处理工序。对各工序及关联子工序涉及的工艺要点予以分析,以期为固结磨料金刚石线锯的研究与制造提供理论参考。     

微米级冰冻固结磨料抛光微晶玻璃的工艺研究

通过四因素三水平正交实验,对微米级冰冻固结磨料抛光微晶玻璃的工艺进行了研究.采用单位时间试样厚度变化表征抛光速度,以平均粗糙度表征抛光质量.获得了以优化抛光质量为目的的工艺参数:抛光压力:0.05 MPa;主轴转速:200 r/min;偏心距:105 mm;抛光时间:60 min.在该条件下获得了表面平均粗糙度为2.86 nm的超光滑表面,并且抛光速率为12.35 nm/min,并对抛光因素对表面质量和抛光速度的影响趋势进行了分析.     

磁性磨料和磨粒相粒径对磁力研磨效率的影响

按照逐级研磨思路,采用目数和磨粒相直径不同的磁性磨料(MAP)对304不锈钢进行磁力研磨光整加工(MAF),工艺条件为:磁极转速1 000 r/min,加工间隙2 mm,磁感应强度1.2 T,磨料填充量2 g。依次采用磨料目数与磨粒相粒径为50~80目/W40、80~120目/W40、120~200目/W7、200~300目/W7的磁性磨料研磨工件2、2、3和5 min(总研磨时间为12 min),工件表面粗糙度由初始的0.646μm降至0.021μm,材料去除量为42.3 mg。而采用200~300目、磨粒相粒径为W7的单一磁性磨料研磨工件时,要降至相同的表面粗糙度耗时30 min。因此,合理选用不同规格的磁性磨料对工件进行逐级研磨能大幅提升研磨效率,使工件表面质量在短时间内就得到明显改善。     

含碳球团生产工艺参数优化及固结机理研究

实验研究了含碳球团高温自还原特性,考察了焙烧温度、C/O、焙烧时间等工艺参数对含碳球团还原后金属化率和强度指标的影响,利用XRD和SEM显微分析研究了球团还原过程和固结机理.正交实验结果表明,焙烧温度是影响两项指标的最重要因素,C/O次之,焙烧时间的影响不显著.在焙烧温度1350℃、C/O比1.15、焙烧时间25 min的最佳工艺条件下,金属化率最高为85.33%,球团的抗压强度达到2248 N.     

高炉瓦斯灰和转炉污泥造块制备金属化球团

用高炉瓦斯灰和转炉污泥造块后制备了金属化球团. 分析了两种尘泥的化学成分、物相组成及分布、粒度组成及堆密度等物化性质,考察了金属化处理温度、时间和原料C/O对球团金属化效果的影响. 结果表明,铁氧化物、熔剂氧化物及固体碳在两者中均含量较高,分布均匀,接触良好,锌以ZnFe2O4存在于CaO、MgO混合物相中. 两种尘泥堆密度均较小(<1.5 g/cm3),且含较多大于1.5 mm的粗颗粒. 提高金属化处理温度,延长处理时间及降低原料C/O,球团的金属化率、脱锌率均增大,其中温度的影响最为显著. 在C/O=1.0,金属化温度>1220℃,时间>30 min时,可获得金属化率大于85%,脱锌率大于90%的金属化球团.     

硅通孔化学机械平坦化中铜去除的电化学与选择性研究

利用极化曲线测量法研究了甘氨酸和过氧化氢浓度及pH对硅通孔(TSV)化学机械平坦化(CMP)中铜腐蚀的影响。结果表明:甘氨酸对铜的腐蚀随其浓度增大而增强;随着过氧化氢浓度增大,铜腐蚀电位逐渐增大;在p H为10时铜的腐蚀效果最佳。CMP实验表明,在不同浓度的甘氨酸和过氧化氢之下,抛光速率可调,达1.9~5.8μm/min,铜表面粗糙度为5~29 nm,铜钽去除速率比为20~50。     

CeO2抛光液对SiO2介质的抛光性能

以CeO₂为磨料配制抛光液,研究了磨料质量分数、pH及添加剂对SiO₂介质去除速率和表面粗糙度的影响。结果表明,在抛光液的磨料质量分数为1%,pH为5的条件下,SiO₂介质的去除速率为248.9 nm/min。向其中加入质量分数为1%的L-脯氨酸或0.075%的阴离子表面活性剂TSPE-PO(三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯)后,SiO₂介质的去除速率分别提高至268.6 nm/min和302.5 nm/min,表面粗糙度(Rq)从原来的0.588 nm分别变为0.601 nm和0.522 nm。     

加入聚乙烯的含碳铁矿球团的直接还原

以包头地区褐铁矿和无烟煤为主要原料,加入聚乙烯颗粒制成含碳铁矿球团,直接还原制备珠铁. 考察了还原温度、还原时间、配碳量及聚乙烯加入量对含碳铁矿球团直接还原的影响. 结果表明,影响含碳铁矿球团还原率的因素为还原温度、还原时间、配碳量、聚乙烯加入量. 最佳还原条件为C/O摩尔比1.2,加入聚乙烯量4%(w), 1350℃下保温5 min. 该条件下产物还原率最高,达99.87%. 加入一定量聚乙烯可缩短球团还原时间、降低还原温度、提高还原效率. 添加2% CaF2不仅使渣铁分离效果明显,且分离的渣可自然粉化,有利于筛分得到高品质珠铁.     

氧化剂对铝栅化学机械抛光的影响

氧化剂作为抛光液的组成成分,在铝栅化学机械抛光(CMP)中起到直接影响去除速率和表面粗糙度的重要作用。本文研究了氧化剂浓度对去除速率、表面粗糙度、电化学特性的影响,采用原子力显微镜和CHI600E电化学工作站,分别测量了材料的表面粗糙度和腐蚀电位。结果表明,去除速率与氧化剂浓度有关,表面粗糙度与通过氧化反应生成的氧化层有关,当氧化剂达到15mL/L时,去除速率可达到1700 nm/min,表面粗糙度为4.6 nm。     

化学在半导体硅材料制造业的作用与展望

针对半导体集成电路行业的迅猛发展，概述了作为半导体工业基础的半导体硅材料在近20年来的发展状况，着重阐明了当代化学技术及其产品 对硅材料制造业发展的重要作用，以及随着硅材料业向更高层次的迈进，给化学化工行业带来的挑战与机遇。