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对于碳化硅单晶抛光,一般选用的是化学抛光+机械抛光=化学机械抛光,这个在之前的文章有详细介绍。下面将进行归纳后再演绎,分析抛光技术这个概念。

基本的抛光技术常见的有6种:

  1. 机械抛光;
  2. 化学抛光;
  3. 电解抛光:类似化学抛光,靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分使表面光滑;
  4. 超声波抛光:运用超声波震荡研磨液,使得磨料与工件发生相对运动使表面光滑,一般用于辅助化学/电解抛光;
  5. 流体抛光:运用压力使得研磨液流动,使得磨料与工件发生相对运动使表面光滑;
  6. 磁研磨抛光:运用磁场控制研磨液流动,使得磨料与工件发生相对运动使表面光滑。

以上基本方法的组合,又可以得到更加适用特定情况的抛光方式。举几个例子:

机械抛光+流体抛光+磁研磨抛光=磁悬浮抛光

磁悬浮抛光可以用于抛光氮化硅陶瓷球。

抛光机分为几个部分:

  1. 原料:氮化硅毛胚球、磁流体(胶质Fe3O4)、磨料、水;
  2. 圆柱形容器,内部通过永磁体使得研磨盘磁悬浮,从下部弹性地控制毛胚球,并控制研磨盘压力约1N/球;
  3. 压头用于从上部控制毛胚球。

原理为在磁场梯度的磁场的作用下,磁流体带动毛胚球自转并公转,与研磨盘、磨料做相对运动。

机械抛光+磁研磨抛光=磁流变抛光

在机械抛光的基础上,将抛光盘升级为磁控的。

在非磁性材料制成的上下抛光盘背面,有规则地排列多个小磁性物体,然后将磁流变抛光液注入抛光盘,利用磁流变抛光液在磁场中流变性,使它在磁极上方形成团簇磁流变效应抛光垫。

磁流变液=微米级磁性颗粒+载液+表面活性剂组成。在无外加磁场时,磁性微粒无规则分布,磁流变液为可流动液体状态;而在外加磁场作用下,磁性微粒呈链状分布,其流变特性在毫秒内转变,表现为类似固体的性质;撤除磁场后,又会立刻恢复原液体性质。

有的碳化硅专利中,就引入了超声、激光等,但是不可避免地提升了成本,为此,还是需要进一步的分析。

参考文献

让氮化硅陶瓷球“圆又亮”的精密研磨技术

https://mp.weixin.qq.com/s/sz1hIpLnhsh0MMm2VCK7mA

百度百科

https://baike.baidu.com/item/%E6%8A%9B%E5%85%89/448346


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