冰粒型固结磨料研抛单晶锗片的机理及其工艺研究

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1、中图分类号：TN305.2论文编号：102870516-S065学科分类号：080201硕士学位论文冰粒型固结磨料研抛单晶锗片的机理及其工艺研究研究生姓名邵雳学科、专业机械制造及其自动化研究方向精密与超精密加工指导教师孙玉利教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一六年三月中图分类号：TN305.2论文编号：102870516-S065学科分类号：080201硕士学位论文冰粒型固结磨料研抛单晶锗片的机理及其工艺研究(国家自然科学基金面上项目No.51375237，中国博士后科学基金特别资助项目No.2015T80547)研究生姓名邵雳学科、专业机械制造及其自动化研究方向精密与超精密加工指导教

2、师孙玉利教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanical&ElectricalEngineeringResearchonCMPMechanismandProcessforMonocrystallineGermaniumWaferswithIce-fixedAbrasivePolishingPad(SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina,No.51375237,China

3、PostdoctoralScienceFoundation,No.2015T80547)AThesisinMechanicalManufactureandAutomationbyShaoLiAdvisedbyProf.SunYuliSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016承诺书本人声明：所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本

4、人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要精密及超精密加工技术是适应现代高新技术需要而发展起来的先进制造技术，它综合应用了机械技术、现代电子、传感技术、光学和计算机等高新技术发展的新成果，是高科技领域中的基础技术，在国防科学技术现代化和国民经济建设中发挥着至关重要的作用。目前，应用于硬脆晶体的超精密加工方法主要是化学机械抛光，化学机械抛光是一种集机械技术、化学技术、传感技术和计算机等高新技术于一体的先进制造技术。本文创新

5、性的提出采用冰粒型固结磨料实现超薄单晶锗片的高品质加工并分析其研抛机理并优化加工工艺，为硬脆材料精密超精密加工提供新的工具和思路，为我国精密超精密加工技术提高国际竞争力。本文在分析冰粒型、热固化型固结磨料与游离磨料研磨方法对单晶锗片亚表面损伤影响的基础上，探究亚微米级SiC的分散性能，制备出新型冰粒型固结磨料抛光垫，并开展冰粒型固结磨料抛光单晶锗片的机理及其工艺研究，主要的工作和成果如下：1.对比研究了冰粒型、热固化型固结磨料与游离磨料研磨对单晶锗片研磨效果的影响。分别采用纳米压痕法和HF酸腐蚀法测量研磨后单晶锗片的亚表面损伤层厚度，并从横截面表面轮廓及数据对比两个方面分析亚表面损伤层形貌，

6、从而对比出最优加工方法。2.研究了亚微米SiC粉体在水相介质中的分散工艺。综合采用单因素试验和正交试验探究球磨时间、超声时间、分散剂种类、分散剂浓度和pH值对亚微米SiC粉体在水相介质中分散性能的影响，分析出最优分散参数，从而配置出分散效果良好的悬浮液，为后续制备性能优良的抛光垫奠定基础。3.开展了冰粒型固结磨料抛光垫抛光单晶锗片的工艺研究，分析了温度、磨料浓度、磨料种类、压力、转速、时间对冰粒型固结磨料抛光垫抛光性能的影响，从表面粗糙度以及去除率两个方面表征结果，获得了最优抛光工艺参数。关键词：单晶锗片，亚表面损伤，冰粒型固结磨料抛光垫，微细颗粒分散，表面粗糙度I冰粒型固结磨料抛光垫及其研

7、抛性能基础研究ABSTRACTPrecisionandultraprecisionmachiningtechnologyistheadvancedmanufacturingtechnologywhichisadaptedtothemodernhightechnology.Itisanewachievementwiththedevelopmentofmechanicaltechnology,modernelec