【摘要】：藍(lán)寶石晶體具有強(qiáng)度高、硬脆性大、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、抗磨損等優(yōu)良性能,在半導(dǎo)體照明、國防軍工、航天航空和智能穿戴消費(fèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。而藍(lán)寶石作為典型的硬脆難加工材料,實(shí)現(xiàn)高效低損傷超精密加工成為阻礙其應(yīng)用發(fā)展的障礙。為了達(dá)到高效率、高質(zhì)量、低成本、少無損傷等加工要求,目前國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的超精密加工技術(shù)是化學(xué)機(jī)械拋光�；瘜W(xué)機(jī)械拋光是機(jī)械磨削和化學(xué)腐蝕交替作用的組合技術(shù)。人們對(duì)化學(xué)機(jī)械拋光的材料去除機(jī)理以及工藝因素的影響仍缺乏深入的認(rèn)識(shí),許多方面還需要進(jìn)行深入地研究。本文對(duì)藍(lán)寶石晶片單面和雙面化學(xué)機(jī)械拋光工藝及拋光工藝參數(shù)對(duì)其拋光效果影響規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,其研究成果對(duì)實(shí)現(xiàn)藍(lán)寶石晶片的高效低損傷超精密加工具有重要的指導(dǎo)作用。本文具體研究工作內(nèi)容包括:首先,在Nanopoli-100單面修正環(huán)型拋光機(jī)和YH2M77110高精度立式雙面磨削(拋光)機(jī)上對(duì)藍(lán)寶石晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光實(shí)驗(yàn)。利用單因素實(shí)驗(yàn)方案,定量分析探究單面和雙面加工方式對(duì)化學(xué)機(jī)械拋光實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,分析研究工藝參數(shù)對(duì)單面和雙面拋光效果的影響規(guī)律。其次,為了提高化學(xué)機(jī)械拋光過程中藍(lán)寶石晶片的材料去除率和改善晶片表面質(zhì)量,在YH2M77110高精度立式雙面磨削(拋光)機(jī)上進(jìn)行藍(lán)寶石晶片雙面化學(xué)機(jī)械拋光實(shí)驗(yàn),研究工藝參數(shù)之間的交互作用對(duì)材料去除率和表面粗糙度的影響,通過權(quán)矩陣分析方法綜合考慮材料去除率和表面粗糙度兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)優(yōu)化結(jié)果的拋光效果進(jìn)行驗(yàn)證。最后,基于壓痕斷裂力學(xué)理論,建立藍(lán)寶石晶片化學(xué)機(jī)械拋光亞表面損傷深度預(yù)測(cè)模型。開展拋光實(shí)驗(yàn)研究,采用截面顯微觀測(cè)和光照強(qiáng)度的損傷檢測(cè)方法對(duì)晶片亞表面損傷深度進(jìn)行檢測(cè),對(duì)預(yù)測(cè)模型的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)工藝參數(shù)與亞表面損傷深度的影響規(guī)律進(jìn)行分析。
【圖文】：

- 2 -(a) 立體結(jié)構(gòu) (b) 平面結(jié)構(gòu)圖 1.1 藍(lán)寶石晶體結(jié)構(gòu)圖Fig. 1.1 The structure of sapphire crystal

(a) 光學(xué)窗口 (b) 半球形整流罩 (c) 保形整流罩圖 1.2 藍(lán)寶石晶體的光學(xué)窗口和整流罩應(yīng)用Fig. 1.2 Optical window and fairing application of sapphire crystal（2）藍(lán)寶石基片和襯底藍(lán)寶石晶體以其優(yōu)良的機(jī)械物理性能、化學(xué)穩(wěn)定性以及表面光滑度高而成
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O786

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2597801