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熱固型親水性固結(jié)磨料拋光墊適用于半導(dǎo)體材料、光學(xué)零件等難加工材料的超精密加工。全新的熱固化工藝大大縮短了拋光墊的制備時(shí)間，更適應(yīng)于工業(yè)化的生產(chǎn)要求；磨料表面改性技術(shù)增強(qiáng)了磨粒與基體之間的結(jié)合性能，大幅度提高了拋光墊的加工效率和使用壽命；基體配方的研制和優(yōu)化使拋光墊具備親水性和自修整性，在提高加工質(zhì)量的同時(shí)可以保持穩(wěn)定高效的加工效率；拋光墊制備和使用過(guò)程綠色環(huán)保，具有極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

在半導(dǎo)體集成電路及超精密光學(xué)零件的制造過(guò)程中，化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)作為獲得超光滑無(wú)損傷表面的最有效的方法已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。目前化學(xué)機(jī)械拋光工藝主要采用傳統(tǒng)的游離磨料拋光方式，但該方法存在磨粒及相應(yīng)耗材的消耗量大，生產(chǎn)成本高，環(huán)境污染嚴(yán)重，全局平坦化效果差等缺陷。為了解決傳統(tǒng)游離磨料拋光帶來(lái)的諸多問(wèn)題，本團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了熱固型親水性固結(jié)磨料拋光墊，針對(duì)所要解決的關(guān)鍵技術(shù)難題，開展了以下工作：
1、基體配方的研制和熱固型親水性固結(jié)磨料拋光墊的制備工藝研究
根據(jù)自由基引發(fā)劑引發(fā)不飽和樹脂聚合的機(jī)理，選取的樹脂基體中含有的活性官能團(tuán)如（—C=C—、—C≡C—），可以在自由基熱引發(fā)劑的激發(fā)下發(fā)生聚合反應(yīng)。本作品首先選用多種含有活性官能團(tuán)的樹脂和不同類型的熱引發(fā)劑，針對(duì)所選的基體和熱引發(fā)劑進(jìn)行熱固化實(shí)驗(yàn)，最終確定基體的配方。根據(jù)所選配方，通過(guò)控制固化溫度、固化時(shí)間、固化劑比例等因素制備拋光墊基體的樣品，并以鉛筆硬度、溶脹率、擺式硬度、砂漿磨損率等為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究各因素對(duì)固化后拋光墊基體性能的影響規(guī)律。最終實(shí)現(xiàn)對(duì)固化工藝和基體性能的控制。
2、磨料表面改性技術(shù)和拋光墊基體中磨粒分散技術(shù)研究
磨料進(jìn)行表面改性技術(shù)：首先對(duì)磨料進(jìn)行爆轟處理，增加磨料表面的不規(guī)則性，然后在磨料表面沉積一層多孔粗糙的氧化物，進(jìn)一步提高磨料與基體之間的結(jié)合力，使得在加工過(guò)程中磨粒不會(huì)過(guò)早脫落，延長(zhǎng)了拋光墊的使用壽命并提高了加工效率。 拋光墊基體中磨粒分散技術(shù)：在添加適量分散劑的基礎(chǔ)上采用超聲分散技術(shù)，確保金剛石磨粒均勻地分散到基體內(nèi)部，減緩在固化過(guò)程中磨粒的沉降，使固化后拋光墊內(nèi)部各處磨粒均勻一致。
3、熱固型親水性固結(jié)磨料拋光墊的親水性和自修整性
拋光墊基體中含有大量的親水基團(tuán)，溶脹前，聚合物形成了具有一定交聯(lián)度的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與水接觸后水滲入網(wǎng)絡(luò)與親水基團(tuán)相結(jié)合，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)膨脹，拋光墊基體的硬度下降，這種現(xiàn)象被稱為親水性。在拋光壓力作用下，拋光墊表面的金剛石磨料發(fā)生“退讓”，避免對(duì)加工的工件產(chǎn)生劃痕，被加工工件的表面質(zhì)量得到了明顯的提高。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后固結(jié)磨料拋光墊表面參與磨削的鋒利磨粒逐漸被磨鈍，磨粒與工件間的相互作用力增大至磨粒脫落，亞表面層的磨粒隨之露出，使拋光墊具有自修整性，該過(guò)程在加工中一直循環(huán)進(jìn)行，因此在加工過(guò)程中拋光墊可以保持穩(wěn)定的加工效率。
4、基于熱固型親水性固結(jié)磨料拋光墊的研磨拋光工藝優(yōu)化研究
在美國(guó)CETR公司生產(chǎn)的CP-4拋光機(jī)上，以研拋壓力、轉(zhuǎn)速、研拋時(shí)間、拋光液流量及拋光液PH值為加工參數(shù)控制拋光環(huán)境溫度和潔凈度，以材料去除率、加工后工件的三維輪廓表面粗糙度和亞表面損傷深度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，針對(duì)于不同材料（如硅片、微晶玻璃、藍(lán)寶石玻璃等）的工件及加工要求，對(duì)熱固型固結(jié)磨料拋光墊的加工效果進(jìn)行評(píng)測(cè)，最終對(duì)不同材料確定最優(yōu)的加工工藝。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 二等獎(jiǎng)
1、于2010年12月31日，經(jīng)合作企業(yè)委托在浙江省輕工及五金產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心，參照企業(yè)制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，分別針對(duì)本拋光墊所研制的樹脂基體的光澤、孔洞、針眼氣泡、顆粒飽滿度、溶脹率和磨粒保持率進(jìn)行了檢測(cè)，認(rèn)定合格。
2、于2010年12月，在校大學(xué)生科技節(jié)暨第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽校內(nèi)選拔賽中榮獲特等獎(jiǎng)。