超精密研磨拋光的主要技術(shù)介紹

1.液中研磨

將超精密拋光的研具工作面和工件浸泡在含磨粒的研磨劑中進(jìn)行，在充足的加工液中，借助水波效果，利用游離的微細(xì)磨粒進(jìn)行研磨加工，并對磨粒作用部分所產(chǎn)生的熱還有極好的冷卻效果，對研磨時的微小沖擊也有緩沖效果。

2.機(jī)械化學(xué)研磨

機(jī)械化學(xué)研磨加工是利用化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行機(jī)械研磨，有濕式和干式兩種。

濕式條件下的機(jī)械化學(xué)研磨，用于硅片的終精加工，研磨劑含有0.01um大小的SiO2磨粒的弱堿性膠狀水溶液，而與它相配合的研具是表層由微細(xì)結(jié)構(gòu)的軟質(zhì)發(fā)泡聚氨基申酸涂敷的人造革。

干式條件下的機(jī)械化學(xué)研磨，是利用工件與磨粒之間生成化學(xué)反應(yīng)的研磨方法。干式條件下的微小范圍的化學(xué)反應(yīng)有利于加工的進(jìn)行，由于0.01—0.02粒徑的SiO2磨粒有較強(qiáng)的化學(xué)活性，研磨量較大。

3.磁流體精密研磨

磁性流體為強(qiáng)磁粉末在液相中分散為膠態(tài)尺寸(<0.015um)的膠態(tài)溶液，由磁感應(yīng)可產(chǎn)生流動性，特性是：每一個粒子的磁力矩較大，不會因重力而沉降，磁化強(qiáng)度隨磁場增加而增加。當(dāng)將非磁性材料的磨料混入磁流體，置于磁場中，則磨粒在磁流體浮力作用下壓向旋轉(zhuǎn)的工件而進(jìn)行研磨。磁流體精研的方法又有磨粒懸浮式加工、磨料控制式加工及磁流體封閉式加工。

磨粒懸浮式加工是利用懸浮在液體中的磨粒進(jìn)行可控制的精密研磨加工。研磨裝置由研磨加工部分、驅(qū)動部分和電磁部分組成。磨粒控制式加工是在研磨具的孔洞內(nèi)預(yù)先放磨粒，通過磁流體的作用，將磨料逐漸輸送到研磨盤上。磁流體封閉式加工是通過橡膠板將磨粒與磁流體分隔放置進(jìn)行加工。

4.磁力研磨

利用磁場作用，使磁極間的磁性磨料形成如刷子一樣的研磨劑，被吸附在磁極的工作表面上，在磨料與工件的相對運(yùn)動下，實(shí)現(xiàn)對工件表面的研磨作用。這種加工方法不僅能對圓周表面、平面和棱邊等進(jìn)行研磨，而且還可以對凸凹不平的復(fù)雜曲面進(jìn)行研磨。

5.軟質(zhì)磨粒機(jī)械拋光(彈性發(fā)射加工)

小切除可以達(dá)到原子級，直至切去一層原子，而且被加工表面的晶格不致變形，能夠獲得極小表面粗糙度和材質(zhì)極純的表面。加工原理實(shí)質(zhì)是磨粒原子的擴(kuò)散作用和加速的微小粒子彈性射擊的機(jī)械作用的綜合效果。真空中帶靜電的粉末粒子加速法、空氣流或水流來加速。

6.化學(xué)機(jī)械拋光

化學(xué)機(jī)械拋光是一種利用研磨液的腐蝕作用和磨粒的機(jī)械作用雙重作用的研磨方法。腐蝕研磨液如氧化鐵和硫酸或鹽酸的水溶液，Mn-Zn鐵氧體磨粒和鹽酸水溶液等。

7.水合拋光

是一種利用在工件界面上生成水合化學(xué)反應(yīng)的研磨方法，其主要特點(diǎn)是不使用磨粒和加工液，而加工裝置又與當(dāng)前使用的研磨盤或拋光機(jī)相似，只是在水蒸氣環(huán)境中進(jìn)行加工。

機(jī)制：在拋光過程中，兩個物體產(chǎn)生相對摩擦，在接觸區(qū)產(chǎn)生高溫高壓，故工件表面上原子或分子呈活性化。利用水蒸汽分子或過熱的水作用其界面，使之在界面上形成水合化學(xué)反應(yīng)層，然后借助過熱水蒸汽或在一個大氣壓的水蒸汽環(huán)境條件下利用外來的摩擦力，從工件表面上將這層水合層分離、去除，從而實(shí)現(xiàn)鏡面加工。