摘要 藍(lán)寶石(ɑ-AL2O3)具有硬度高、熔點高、透光性好、熱傳導(dǎo)性和電絕緣性優(yōu)良、化學(xué)性能穩(wěn)定等特點,故廣泛應(yīng)用于精密儀器儀表、激光器的窗口和反射鏡、半導(dǎo)體外延襯底材料、絕緣的集成芯片...
藍(lán)寶石(ɑ-AL2O3)具有硬度高、熔點高、透光性好、熱傳導(dǎo)性和電絕緣性優(yōu)良、化學(xué)性能穩(wěn)定等特點,故廣泛應(yīng)用于精密儀器儀表、激光器的窗口和反射鏡、半導(dǎo)體外延襯底材料、絕緣的集成芯片等。而以上器件的性能和質(zhì)量在很大程度上取決于
晶體表面的精密加工質(zhì)量。
金剛石磨料作為精密、超精密加工工序的關(guān)鍵耗材,在藍(lán)寶石晶體
研磨加工過程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。通常情況下,行業(yè)內(nèi)選用多晶金剛石
微粉配制研磨液對藍(lán)寶石晶體進(jìn)行加工,實現(xiàn)高效的加工效率和良好的表面加工質(zhì)量,滿足具體加工工藝要求。
目前多晶
金剛石微粉均采用爆炸法制備工藝進(jìn)行生產(chǎn),產(chǎn)品成本高且產(chǎn)能受限;另外在生產(chǎn)過程中爆炸法制備工藝還會對自然環(huán)境造成破壞。這些不足在一定程度上影響了多晶金剛石在藍(lán)寶石晶體研磨加工中的廣泛應(yīng)用。
針對以上具體問題,行業(yè)內(nèi)相關(guān)公司利用特殊的表面處理工藝方法,研制出一種新型的金剛石磨料(類多晶金剛石微粉),該磨料表面與傳統(tǒng)的多晶金剛石磨料相比,具有大量的微細(xì)切削刃。這些磨削刃具有較高的強(qiáng)度,不易破碎,在具體加工過程中能發(fā)揮高效的加工效率和良好的表面加工質(zhì)量的優(yōu)勢。下圖1是多晶金剛石和新型金剛石形貌對比圖。
圖1 多晶金剛石和新型金剛石表面形貌圖
在加工效率方面,行業(yè)內(nèi)相關(guān)公司分別對傳統(tǒng)的多晶金剛石和新型金剛石磨料進(jìn)行對比試驗,具體結(jié)果如下:
通過上圖2可以看出,新型金剛石磨料的加工效率要比多晶金剛石高2倍以上,優(yōu)勢明顯。
在表面加工質(zhì)量方面,主要是考察多晶金剛石和新型金剛石加工后工件表面粗糙度值,具體結(jié)果如下:
表1、多晶金剛石和新型金剛石加工后工件表面粗糙度對比
從上表1看出,采用新型金剛石磨料加工后,工件表面粗糙度值要比多晶金剛石低30%以上。
綜上分析,新型金剛石磨料在加工效率和表面加工質(zhì)量方面,均優(yōu)于傳統(tǒng)的多晶金剛石,并且其生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)爆炸法不同,生產(chǎn)成本低且產(chǎn)能不受限制。因此,作者認(rèn)為新型金剛石磨料在藍(lán)寶石晶體研磨加工領(lǐng)域?qū)袕V闊的市場前景。
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