藍(lán)寶石研磨加工的主要目的是去除藍(lán)寶石切片過程產(chǎn)生的表面切痕、凹凸不平等損傷層, 提高晶片平整度, 并降低表面粗糙度, 達(dá)到預(yù)拋光要求。在工業(yè)加工中,藍(lán)寶石表面從原料粗糙面到鏡面光滑,需要經(jīng)歷三道加工工藝:粗磨、精磨和拋光。在每一道加工工藝后,藍(lán)寶石晶片的總厚度偏差和表面粗糙度會(huì)逐漸減小。
藍(lán)寶石的硬度大,一般的磨料對(duì)藍(lán)寶石沒有切削力。從材料和研磨學(xué)界的角度看,加工和研磨藍(lán)寶石晶體較好的材料是人造金剛石,碳化硼,二氧化硅。由于人造金剛石硬度過大(莫氏硬度10)在研磨藍(lán)寶石晶片時(shí)會(huì)對(duì)表面產(chǎn)生劃傷,影響晶片的透光度,并且價(jià)格昂貴;而二氧化硅硬度不夠(莫氏硬度7),磨削力差在研磨工程中費(fèi)時(shí)、費(fèi)工。因此,碳化硼磨料(莫氏硬度9.3)成為加工和研磨藍(lán)寶石晶體理想的材料。
碳化硼在很久以前已經(jīng)作為一種粗砂研磨材料,它本身熔點(diǎn)高,通過高溫熔煉粉末,它可以加工成簡單的形狀,用于硬質(zhì)合金、寶石等硬質(zhì)材料的磨削、研磨、鉆孔及拋光等。
碳化硼磨料在減小藍(lán)寶石亞表面損傷深度方面較金剛石磨料有明顯優(yōu)勢。碳化硼除了在藍(lán)寶石粗磨中優(yōu)勢明顯,其與其他研磨粒子的復(fù)合粒子在提升提高藍(lán)寶石化學(xué)機(jī)械拋光表面質(zhì)量和加工效率也非常值得探索應(yīng)用。