化学机械抛光工艺参数对氧化锆陶瓷抛光速率的影响

• 作者: 刘卫丽 刘宇翔 孔慧 宋志棠 王光灵 霍军朝
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 化学机械抛光 氧化锆陶瓷 SiO2 抛光机理 抛光垫 固含量
• 年，卷（期）: 2018,（9）
• 所属期刊栏目: 表面质量控制及检测
• 页码范围: 266-271
• 页数: 6页
• 分类号: TG356.28
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.09.035

摘要

目的 探究SiO2磨料固含量、抛光垫和下压力等工艺参数对氧化锆陶瓷化学机械抛光速率的影响和作用机理.方法 采用粒径为80 nm的钠型稳定型硅溶胶,氢氧化钠溶液作为pH调节剂,将硅溶胶pH调至为10.通过CP-4抛光设备进行氧化锆陶瓷抛光实验及摩擦系数采集,采用黏度测试仪测试不同固含量硅溶胶的黏度,采用扫描电子显微镜分析了SUBA系列两种抛光垫的微观结构.结果 硅溶胶固含量为37％时,抛光速率最快,达到54.3 nm/min,此时摩擦系数最小,为0.1501.随着固含量的增加,摩擦系数小幅增加,并稳定在0.1540附近.硅溶胶固含量高于37％的抛光机制是流体力学作用的结果,固含量低于37％的抛光机制是流体力学和机械力共同作用的结果.扫描电镜下观察发现,SUBA800抛光垫的孔隙尺寸比SUBA600抛光垫的孔隙尺寸小,使用前者的抛光速率快于后者,抛光速率相差10 nm/min.因为孔隙多改变了硅溶胶和抛光垫的接触机制,增大了切应力和摩擦系数,机械作用力加强,从而加快了抛光速率.摩擦系数与下压力没有关系,下压力小于3.5 psi时,抛光速率符合Preston方程.结论 对氧化锆陶瓷进行化学机械抛光处理,固含量在37％时,抛光速率最快.SUBA800抛光垫相比SUBA600抛光垫,更适合氧化锆陶瓷抛光.下压力小于3.5 psi时,抛光速率符合Preston方程行为,且摩擦系数和下压力没有关系.