随着光学、光电子学及数码产品的蓬勃发展，K9玻璃已在诸多领域得到了广泛的应用。由于K9玻璃属于硬脆材料，在加工过程中极易发生脆性破坏，传统加工技术难以获得超光滑高质量的表面。近年来，固结磨料化学机械抛光技术以其工艺可控性强、加工效率高、加工成本低以及绿色环保等一系列优点受到越来越多的关注。本文采用显微硬度方法分析了化学机械研抛中研抛液对K9玻璃表层硬度的影响，采用失重法对固结磨料研抛K9玻璃的材料去除过程中的机械与化学作用进行了分离，利用正交实验的方法研究分析了各加工参数对K9玻璃研磨和抛光的材料去除率及三维轮廓表面粗糙度影响，优化K9玻璃的研磨抛光工艺。本文所完成的主要工作和研究成果如下：（1）研究了研抛液对K9玻璃的化学作用采用去离子水和研抛液分别浸泡K9玻璃，测量并比较浸泡后K9的维氏硬度和压痕对角线长度，根据所测数值进一步计算出K9玻璃表面生成的变质层厚度，验证了研抛液对K9玻璃的化学作用和变质层厚度随浸泡时间的变化规律。研究表明：研抛液对K9玻璃有比较剧烈的化学作用，可以在K9玻璃表面形成变质层，随着浸泡时间的延长变质层的厚度逐渐增加但增加趋势逐渐减缓

对InP晶片进行了集群磁流变抛光实验,研究了抛光过程中磨料参数（类型、质量分数和粒径）对InP材料去除速率和表面粗糙度的影响。实验结果表明,InP晶片的去除速率随磨料硬度的增加而变大,表面粗糙度受磨料硬度和密度的综合影响;在选取的金刚石、SiC、Al2O3和SiO2等4种磨料中,使用金刚石磨料的InP去除速率,使用SiC磨料的InP抛光后的表面质量。随着SiC质量分数的增加,InP去除速率逐渐增加,但表面粗糙度先减小后增大。当使用质量分数4%、粒径3μm的SiC磨料对InP晶片进行抛光时,InP去除速率达到μm/h,表面粗糙度从原始的33 nm降低到 nm。

一种湿法制备技术利用珍珠岩尾矿制备珍珠岩抛光磨料。与传统干法工艺相比 ,珍珠岩抛光磨料产品产率从 3 0 %提高到 70 %以上 ,颗粒粒度小于 15 0 μm ,而 0 -4 4μm粒级含量不到 10 %。粒度分布更加合理 ,满足玻壳行业及相关行业的要求。湿法制备珍珠岩抛光磨料是珍珠岩加工业充分合理利用珍珠岩尾矿的十分有效的利用途径。 提高硬质合金刀片前刀面化学机械抛光(CMP)的材料去除率和表面质量,采用6种不同硬度磨料(金刚石、碳化硼、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氧化硅)对硬质合金刀片CMP加工,采用表面粗糙度测量仪和超景深三维显微系统观察抛光前后刀片的表面形貌,探讨硬质合金刀具CMP材料去除机制。实验结果表明:碳化硼磨料因粒径分散性大,造成硬质合金刀片表面划痕较多;低硬度的氧化硅、氧化锆、碳化硅磨料只能去除硬质合金刀片表面局部划痕区域;接近硬质合金刀片硬度的氧化铝磨料,可获得较好的表面质量;硬度的金刚石磨料在CMP加工时,在硬质合金刀片表面上产生机械应力,促进化学反应,获得比其他磨料更高的材料去除率和更好的表面质量。因此,在硬质合金刀片粗加工时可以选用氧化铝磨料,精加工时选用金刚石磨料。

采用不同粒径的W28和W7碳化硼（B4C）磨料对蓝宝石晶片进行研磨和化学机械抛光。研究了不同粒径的B4C磨料对蓝宝石晶片研磨和化学机械抛光后的移除率、粗糙度、平坦度、弯曲度、翘曲度等参数的影响。结果表明:W28和W7的磨料有不同的研磨和抛光性能,在相同的加工条件下,使用W28的B4C磨料,移除速率较快,但研磨所得蓝宝石晶片的损伤层较深,单面抛光20μm不足以去除其损伤层,抛光后表面划痕较多,粗糙度较大（Ra= nm,Rt= nm）,表面有明显起伏;而W7磨料的移除速率慢,研磨时间长,在单面抛光移除20μm后其损伤层全部移除,抛光所得蓝宝石晶片平坦度略佳,抛光表面平整,粗糙度较小（Ra= nm,Rt= nm）,无明显起伏,表面质量相对较高,适于精修平坦度。