金刚石悬浮液抛光单晶锗片：优化方法与实验研究

本研究聚焦于金刚石悬浮液抛光单晶锗片的实验研究。锗作为战略金属,因其优异的光学特性,如高折射率、低色散和高透射率,在红外光学、新能源和通信领域有着广泛应用。单晶锗片表面的微小缺陷会影响光束质量和成像性能,因此抛光工艺对于提升其表面平整度和整体性能至关重要。 国内学者如赵研、张梦骏等人已经针对单晶锗抛光技术进行了深入探讨,包括冰冻固结磨料的机理和工艺优化以及抛光盘的制备。此外,杨昊鹍利用硅溶胶抛光液的研究表明抛光液成分对粗糙度有显著影响,而ZHANGL等人则通过特定溶液实现了高效的材料去除和高质量表面。曹佳辉等人从湿法腐蚀角度分析了工艺条件对锗单晶腐蚀抛光的影响。金寿平等人通过优化试验提出结合聚氨酯粗抛光与沥青精抛光的方法。 然而,关于单晶锗片的悬浮液压力抛光实验相对较少。本文研究采用了一种特殊的单晶金刚石悬浮液,由高效金刚石微粉、湿润剂、表面活性剂和分散稳定剂配置而成,具有优良的永久悬浮和分散性能。研究利用正交实验法来确定最佳抛光参数组合,分析了压力、磨料、转速等因素对抛光效果的影响程度及其趋势。 悬浮液压力抛光的基本原理涉及工件固定在载物盘上,磨抛盘上的抛光垫涂覆悬浮液,通过主轴施加压力。磨粒在抛光过程中通过与工件表面的碰撞和挤压作用,实现材料的微切削,从而改善工件表面形貌。通过图1的抛光过程示意图,可以直观理解这个过程。 本研究的意义在于填补了金刚石悬浮液抛光单晶锗片的实验空白,可能带来更高效、更精确的抛光方法,进而提升单晶锗在红外光学领域的应用潜力。通过实验数据和结果分析,有望为单晶锗的精密加工技术发展提供新的参考和指导。