純鎳及鎳合金是工業(yè)上常用的金屬材料,具備抗疲勞、抗氧化、耐高溫和耐腐蝕等優(yōu)點,廣泛應用于航空、航天、石油化工和電子等領域。隨著科技的發(fā)展,純鎳及鎳合金在微電子器件、光學精密模具等產(chǎn)品中的表面粗糙度要求達到亞納米級,且需避免產(chǎn)生劃痕等表面缺陷。目前純鎳及鎳合金的超精密加工技術包括機械拋光、化學拋光、電解拋光等,但是這些技術的加工表面質(zhì)量低,容易造成環(huán)境污染,所以本文采用化學機械拋光（CMP）技術解決以上問題。傳統(tǒng)的金屬CMP多使用硝酸、氫氟酸等腐蝕性強、有毒性的化學試劑,對環(huán)境和操作人員具有極大的危害,因此,本文以鎳合金C2000和純鎳N4為研究對象,通過制備環(huán)保拋光液實現(xiàn)金屬表面的超光滑、低損傷加工。本文基于鎳合金C2000的材料特性,提出了機械和化學機械兩步拋光工序。研制的環(huán)保拋光液含有過氧化氫和硅溶膠,采用蘋果酸、氫氧化鈉和去離子水的混合溶液調(diào)節(jié)pH值,有效的避免了對環(huán)境和操作人員的危害,通過實驗優(yōu)化工藝參數(shù),提高了材料去除率,最終制備了超光滑、低損傷的鎳合金表面,在50×70μm²的評定范圍內(nèi),測得最優(yōu)的表面粗糙度Ra值可達0.440 nm,低于現(xiàn)有的鎳合金... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 純鎳及鎳合金的特點與應用
        1.1.2 純鎳及鎳合金的超精密加工技術現(xiàn)狀
        1.1.3 化學機械拋光技術及機理模型
    1.2 課題研究的目的與意義
    1.3 課題來源及本文的主要研究內(nèi)容
        1.3.1 課題來源
        1.3.2 主要研究內(nèi)容
2 鎳合金環(huán)保拋光液及其化學機械拋光工藝研究
    2.1 實驗儀器與樣品
    2.2 鎳合金的機械拋光
        2.2.1 研磨預處理
        2.2.2 拋光墊種類及選擇
        2.2.3 機械拋光液成分及含量優(yōu)化
        2.2.4 機械拋光工藝參數(shù)優(yōu)化
    2.3 鎳合金環(huán)�；瘜W機械拋光液的研制
        2.3.1 CMP拋光墊的選擇
        2.3.2 CMP拋光液成分及含量優(yōu)化
    2.4 鎳合金化學機械拋光工藝參數(shù)優(yōu)化
        2.4.1 拋光壓力及轉(zhuǎn)速對CMP結果的影響
        2.4.2 鎳合金化學機械拋光結果
    2.5 本章小結
3 鎳合金化學機械拋光機理研究
    3.1 X射線光電子能譜實驗
        3.1.1 XPS實驗原理
        3.1.2 XPS儀器及樣品制備
        3.1.3 結果分析
    3.2 電化學實驗
        3.2.1 電化學實驗原理及實驗儀器
        3.2.2 鎳合金電化學實驗
    3.3 紅外光譜實驗
        3.3.1 實驗原理
        3.3.2 實驗儀器及樣品制備
        3.3.3 結果分析
    3.4 拋光液性能檢測
        3.4.1 表面張力與接觸角實驗
        3.4.2 拋光液磨料粒徑分布
    3.5 鎳合金CMP機理分析
    3.6 本章小結
4 純鎳的化學機械拋光及其拋光機理研究
    4.1 實驗樣品及工藝路線設計
    4.2 純鎳的機械拋光
        4.2.1 拋光墊及磨料的選擇
        4.2.2 機械拋光工藝參數(shù)優(yōu)化
    4.3 純鎳的化學機械拋光
        4.3.1 CMP拋光墊選擇及拋光液優(yōu)化
        4.3.2 CMP工藝參數(shù)的優(yōu)化
        4.3.3 純鎳化學機械拋光結果
    4.4 純鎳的XPS實驗
        4.4.1 樣品制備
        4.4.2 結果分析
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3047640