CVD金刚石膜抛光工艺：电镀金刚石盘的研究

"电镀金刚石盘抛光CVD金刚石膜的工艺研究" 在机械工程领域，电镀金刚石盘抛光技术对于优化CVD(化学气相沉积)金刚石膜的表面质量至关重要。CVD金刚石由于其卓越的物理和化学特性，如高硬度、高热导率和低摩擦系数，在刀具、光学、热管理和半导体行业中得到了广泛应用。然而，由于CVD生长过程中的特性，形成的金刚石膜表面通常较为粗糙，这限制了其在精密应用中的性能表现。因此，对CVD金刚石膜进行抛光处理成为必要的步骤。 该研究由苑泽伟、何艳和杜海洋等人进行，他们采用电镀金刚石盘作为抛光工具，探索了不同参数下对CVD金刚石膜抛光的效果。电镀金刚石盘的粒径大小直接影响材料去除率，研究发现，随着粒径的减小，去除率显著下降。例如，300#电镀金刚石盘能实现较高的材料去除率（1.75mg/h），而1500#电镀金刚石盘的去除率则近乎为零。这表明更细的金刚石颗粒更适合于精细抛光。 抛光盘的转速也对抛光效果有显著影响，速度增加会导致材料去除率增加。然而，当压力超过40N后，增加压力对提高去除率的作用变得不明显，这意味着存在一个最佳压力范围。通过调整这些参数，可以有效地控制CVD金刚石膜的表面粗糙度，实验结果显示，通过连续减小抛光盘粒径，可将表面粗糙度降低至约为Ra20nm，这是一个非常理想的表面状态，对于光学和半导体设备来说尤为关键。 拉曼光谱分析揭示了CVD金刚石在抛光过程中经历了机械作用和石墨化两种去除方式。机械作用主要是通过金刚石颗粒与膜表面的物理磨削来实现，而石墨化则是指在高压和高速摩擦下，金刚石部分转化为石墨，从而被去除。 这项研究提出的固结电镀金刚石盘抛光方法为CVD金刚石的高效抛光提供了一种实用的技术手段，有助于提升CVD金刚石膜的表面质量和性能，满足高精度应用的需求。该技术的发展对于推动CVD金刚石在相关领域的应用具有重要意义。