【技术实现步骤摘要】
碳化硅平面的芬顿反应和洛伦兹力协同抛光方法
本专利技术属于超精密加工领域，是一种碳化硅平面的芬顿反应和洛伦兹力协同抛光方法。
技术介绍
碳化硅是作为第三代半导体材料，具有禁带宽度大、临界击穿场强高、电子迁移率高、热导率高等特点，在磨料、冶金、LED固体照明和精密电子元件等领域具有广泛应用。其中，精密电子元件等领域对碳化硅晶片有表面损伤小、表面粗糙度低且分布均匀等表面质量要求，但碳化硅的硬度大、脆性高等特点使其表面抛光十分困难。传统的碳化硅表面抛光工艺，如研磨，是在研磨盘上通过游离磨粒对工件表面进行抛光，由于游离磨粒在研磨盘上的分布具有很大的不均匀性，容易导致研磨加工后工件表面各处的表面粗糙度不等，且易造成表面损伤，严重影响工件的性能。将磨粒相对固定在研磨盘上的研磨方法虽然能够使磨粒分布保持均匀，但由于研磨过程中磨粒距离研磨盘回转中心的距离不同，不同位置的磨粒线旋转速度不相等，导致靠近研磨盘边缘的磨粒磨损程度远大于靠近回转中心的磨粒，从而导致工件表面的抛光程度不同，使加工表面质量下降。目前较为先进的磁性研磨加工过程中，磁性磨粒在随磁场高速旋转时离心作用明显，边缘处磨...
【技术保护点】
1.一种碳化硅平面的芬顿反应和洛伦兹力协同抛光方法，其特征在于，碳化硅平面抛光通过低压磨粒流实现；所述低压磨粒流的流道顶面倾斜角度可调，通过更换置于加工装置内的角度块零件实现；所述芬顿反应是对碳化硅工件的表面预处理，在抛光前通过芬顿反应使碳化硅工件表面生成二氧化硅薄层，降低工件表面硬度；所述洛伦兹力为磁场对带电磨粒的作用力；所述磁场为置于加工装置后方的电磁铁所产生的平行于工件表面且垂直于磨粒流流动方向的强度可调均匀磁场，在所述磁场的作用下，流场中运动的带正电磨粒受到垂直指向工件表面的洛伦兹力作用，向工件表面运动；所述带正电磨粒为表面带正电荷的氧化铝磨粒。
【技术特征摘要】
1.一种碳化硅平面的芬顿反应和洛伦兹力协同抛光方法，其特征在于，碳化硅平面抛光通过低压磨粒流实现；所述低压磨粒流的流道顶面倾斜角度可调，通过更换置于加工装置内的角度块零件实现；所述芬顿反应是对碳化硅工件的表面预处理，在抛光前通过芬顿反应使碳化硅工件表面生成二氧化硅薄层，降低工件表面硬度；所述洛伦兹力为磁场对带电磨粒的作用力；所述磁场为置于加工装置后方的电磁铁所产生的平行于工件表面且垂直于磨粒流流动方向的强度可调均匀磁场，在所述磁场的作用下，流场中运动的带正电磨粒受到垂直指向工件表面的洛伦兹力作用，向工件表面运动；所述带正电磨粒为表面带正电荷的氧化铝磨粒。2.如权利要求1所述的碳化硅平面的芬顿反应和洛伦兹力协同抛光方法，其特征在于，实现所述方法的系统包括由压力表、加工装置、磨粒缸、泵、控制阀组成的低压磨粒流回路，置于加工装置下方的电磁铁，置于磨粒缸中的搅拌器和水冷装置以及系统控制器；所述抛光方法为：在搅拌器和水冷装置的作用下，均匀且恒温的磨粒流通过泵从磨粒缸吸出并送入管道，经过控制阀和压力表后流入配备了电磁铁的加工装置中，再通过管道回流到磨粒缸，整个加工过程通过系统控制器实现自动控制。3.如权利要求1或2所述的碳化硅平面的芬顿反应和洛伦兹力协同抛光方法，其特征在于，所述低压磨粒流的压力在0.05～2MPa。4.如权利要求1或2所述的碳化硅平面的芬顿反应和洛伦兹力协同抛光方法，其特征在于，所述的流道顶面倾斜角度可调通过更换加工装置内的角度块零件实现，加工时低压磨粒流从左侧进入，右侧流出。加工过程中流体和磨粒与加工装置腔体或工件表面的摩擦碰撞会导致能量损失，引起流场内沿流动方向上的压力下降，进而导致磨粒对工件表面的剪切力下降；一组倾斜角从0至10度均匀增加的角度块零件，可以在0～10度范围内均匀地改变加工流道上顶面的倾斜角，使加工流道变为楔形空间，实现流道截面积沿磨粒流动方向的逐渐缩小。5.如权利要求1或2所述的碳化硅平面的芬顿反应和洛伦兹力协同抛光方法，其特征在于，所述芬顿反应是对碳化硅工件的表面预处理，在抛光前通过芬顿反应使碳化硅工件表面生成二氧化硅薄层，降低工件表面硬度；先把碳化硅工件置于PMMA材质的工件套内，只露出需要抛光的薄层，再放入芬顿...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵军，彭浩然，方海东，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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