申請人:華僑大學
發(fā)明人:陸靜 徐西鵬 李東旭 王亞光 賴孟玲
摘要:本發(fā)明公開了一種摻雜二氧化鈦金剛石復合磨粒及其制備方法和應用,該摻雜二氧化鈦金剛石復合磨粒包括粒徑50nm~10μm的金剛石核心和二氧化鈦殼層,該二氧化鈦殼層通過恒溫水解反應制備且前驅體為硫酸氧鈦,同時該二氧化鈦殼層上共摻雜有Fe3+和N,N/Ti摩爾比為1%~13%。本發(fā)明的摻雜二氧化鈦金剛石復合磨??梢詮V泛應用在固結、半固結及游離拋光工具的制備,利用該復合磨粒制備的半固結柔性拋光工具,不僅能夠明顯提高SiC晶圓的加工效率,而且還能獲得光滑無損的表面質量。
主權利要求:1.一種摻雜二氧化鈦金剛石復合磨粒,其特征在于:包括粒徑50nm~10μm的金剛石核心和二氧化鈦殼層,該二氧化鈦殼層通過恒溫水解反應制備且前驅體為硫酸氧鈦,同時該二氧化鈦殼層上共摻雜有Fe3+和N,N/Ti摩爾比為1%~13%。
2.如權利要求1所述的一種摻雜二氧化鈦金剛石復合磨粒,其特征在于:所述N/Ti 摩爾比為1%~10%。
3.一種摻雜二氧化鈦金剛石復合磨粒的制備方法,其特征在于:包括如下步驟: (1)將金剛石磨粒添加到蒸餾水中進行剪切和超聲分散,形成均勻穩(wěn)定的懸浮液, 該金剛石磨粒的粒徑為50nm~10μm; (2)將硫酸氧鈦加熱溶解于水中后與Fe3+溶液混合,再加入到已經溶解的NH4Cl溶 液中,形成混合溶液,該混合溶液中Fe3+的質量分數為0.1%~0.7%,N/Ti摩爾比為1%~13%; (3)將步驟(1)制備的懸浮液和步驟(2)制備的混合溶液混合均勻,邊攪拌邊進 行恒溫水解反應,反應溫度為40~55℃,反應時間為10~27小時,攪拌速度為50~75rmp; (4)將步驟(3)反應后得到的物料進行離心分離,并洗滌干燥,得到所述摻雜二氧 化鈦金剛石復合磨粒。
4.如權利要求3所述的一種摻雜二氧化鈦金剛石復合磨粒的制備方法,其特征在于: 所述金剛石磨粒的粒徑為50nm、100nm、250nm、500nm、1μm、3μm、5μm和10μm中 的至少一種。
5.如權利要求3所述的一種摻雜二氧化鈦金剛石復合磨粒的制備方法,其特征在于: 所述步驟(2)為:將硫酸氧鈦加熱溶解于水中后與Fe3+溶液混合,再加入到已經溶解的 NH4Cl溶液中,形成混合溶液,該混合溶液中Fe3+的質量分數為0.1%~0.5%,N/Ti摩爾比 為1%~10%。
6.如權利要求3所述的一種摻雜二氧化鈦金剛石復合磨粒的制備方法,其特征在于: 所述步驟(3)為:將步驟(1)制備的懸浮液和步驟(2)制備的混合溶液混合均勻,邊 攪拌邊進行恒溫水解反應,反應溫度為40~50℃,反應時間為12~24小時,攪拌速度為 60rmp。
7.權利要求1或2所述的摻雜二氧化鈦金剛石復合磨粒在固結、半固結及游離拋光 工具加工SiC晶圓中的應用。