新型氧化铈抛光液的研制及其抛光性能研究

摘要

微晶玻璃凭借其优越的综合性能成为硬盘基板的理想材料，为了获得具有超光滑表面的微晶玻璃，在实际生产中需要对其表面进行研磨、预抛光、粗抛光、精抛光等过程，而氧化铈（CeO2）作为研磨粒子具有抛光速率快、表面平整度高、选择性好等优点被广泛地应用于微晶玻璃的抛光加工中。本文针对CeO2粉体在水相介质中不易分散及所制备的抛光液不宜低温储存和运输的状况，研究了微/纳米CeO2粉体在乙醇-水介质中的分散性能，对其分散工艺进行了优化，并采用优化后的微/纳米CeO2抛光液对微晶玻璃进行抛光实验。
　　本文的主要工作如下：
　　1.研究了乙醇-水相体系中微/纳米CeO2的分散工艺
　　对于微米CeO2粉体，本文采用超声分散的方式研究了不同乙醇-水体积比、超声时间、分散剂的浓度和种类对其分散性能的影响，优化后的分散工艺为：采用乙醇-水作为分散介质，其中乙醇体积分数为65％，超声时间为15min，采用质量分数为1.5%的PVP作为分散剂；对于纳米CeO2粉体，本文采用球磨分散的方式研究了不同乙醇-水体积比、球磨时间、球料比、球磨机转速、分散剂的种类和浓度对其分散性能的影响，优化后的分散工艺为：采用乙醇-水作为分散介质，其中乙醇体积分数为30%，球磨时间为12h，球磨机转速为500r/min，球料比为10:1，采用质量分数为1%的PVP作为分散剂。
　　2.开展了微/纳米CeO2抛光液抛光微晶玻璃的工艺研究
　　本文采用田口法进行实验设计，选用优化后的微米级和纳米级 CeO2抛光液对微晶玻璃进行了抛光实验。采用优化后的微米级 CeO2抛光液对微晶玻璃进行粗抛光，对各个抛光参数对材料去除率和表面粗糙度的影响进行了综合分析，优化后的抛光工艺为：抛光压力为0.075MPa，抛光机转速为150r/min，抛光时间为15min，抛光液流量为15ml/min。采用优化后的纳米级 CeO2抛光液对其进行精抛光，对抛光参数对材料去除率和表面粗糙度的影响进行了综合分析，得出纳米级CeO2抛光微晶玻璃的最优工艺参数为：抛光压力为0.05MPa，抛光机转速为100r/min，抛光时间为45min，抛光液流量为15ml/min。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 CeO2的特征与应用

1.3 CeO2的分散研究现状

1.4 微晶玻璃超精密抛光的研究现状

1.5 本课题的研究意义

1.6 主要研究内容

第二章 微/纳米CeO2粉体在乙醇-水介质中的分散性能研究

2.1 引言

2.2 分散技术简介

2.3 微米CeO2粉体在乙醇-水介质中的分散性能研究

2.4 纳米CeO2在乙醇-水介质中的分散性能研究

2.5 本章小结

第三章 微/纳米CeO2抛光液抛光微晶玻璃的工艺研究

3.1 引言

3.2 CMP技术

3.3 实验材料、仪器和设备

3.4 微晶玻璃预处理工艺

3.5 微米级CeO2抛光液抛光工艺研究

3.6 纳米级CeO2抛光液抛光工艺研究

3.7 本章小结

第四章 总结与展望

4.1 总结

4.2 展望

参考文献

致谢

在校期间的研究成果及发表的学术论文