固結磨料研磨藍寶石單晶過程中研磨液的作用

藍寶石單晶在不同研磨液作用下的材料去除 率如圖2所示。在其它工藝條件相同的情況下， 僅含有去離子水的研磨液A對應的材料去除速 率最小，為149.8 nm/min，含有其它化學組份的 研磨液材料去除速率明顯高於去離子水研磨液 A,去除速率最高的為含有2%乙二醇的研磨液 C，為224.1 nm/min而含有相同化學組份，不 同濃度的研磨液在研磨加工過程中的材料去除速 率變化不大，如B和C、D和E、F和G之間的 差別。

單晶藍寶石工件在水中具有一定的水解作 用，表面會生成相應的軟化層，有利於材料的去 除。含有乙二醇、乙二胺和三乙醇胺的研磨 液在研磨加工中對藍寶石的水解作用更強，從而 獲得了高於研磨液為去離子水的材料去除率。乙二醇是增塑劑和表而活性劑的主要成分，在研磨加工過程中，增加了藍寶石工件表面的活性，使藍寶石工件表面的Al元素更易於同溶液屮的OH-根離子結合，生成硬度較小的氫氧化合物，從而有利於提高材料去除率。

當研磨液中含有二乙醇胺 時，因三乙醇胺易與固結磨料研磨墊中表層的銅 粉起絡合反應，增強了研磨墊的自修整性能,使更 多顆粒的金剛石與工件接觸，一定程度上促進了 研磨加工材料的去除。當研磨液屮含有乙二胺的組份時，因乙二胺密度比水小，少量的乙二胺易於 空氣屮的CO2生成不揮發的碳酸鹽，沉積於拋光 液容器的底部，大部分的乙二胺溶於水生成水合 乙二胺。乙二胺的加入增加了溶液屮的OH根 離子，有利於藍寶石工件表面氫氧化鋁的生成，但 氫氧化鋁在有機弱鹼中的穩定性也一定程度上減 小了藍寶石工件表層化學反應的速度。

從圖2可 以看出，在藍寶石研磨加工過程屮，含有不同組份 的研磨液在加工過程屮對材料去除率的提升強弱 依次是：乙二醇>三乙醇胺>乙二胺>去離子水。 同時，含有相同組份不同濃度的研磨液材料去除率差別不明顯，這是由於鹼性物質的增加，有利於 藍寶石表面軟化層的生成，提高了加工效率；同時 也加大了溶液對研磨墊表面銅粉的腐蝕，使金剛 石顆粒因把持力減小而脫落，影響金剛石的出露 高度，導致去除率下降，兩方面綜合作用的結果致 使材料去除率變化不大。