一种多层CVD金刚石锥阵列抛光工具的制备方法技术

一种多层CVD金刚石锥阵列抛光工具的制备方法，其特征是它包括以下步骤：首先使用砂纸打磨衬底表面以去除表面氧化层和油污，并采用特定激光参数对衬底表面进行织构，得到沟槽结构，接着对衬底进行“喷砂—超声清洗—植晶—清洗吹干”的预处理步骤，然后将处理得到的衬底置于CVD设备中进行金刚石涂层制备，待沉积上一层金刚石薄膜后，改变参数刻蚀出金刚石纳米锥结构阵列，再将其放置物理气相沉积设备中溅射一层过渡层，重复以上操作，制备出具有多层结构的CVD金刚石锥阵列抛光工具。本发明专利技术具有磨粒分布均匀、等高性好的优点，且多层结构保证了磨粒自锐性，有利于增强抛光性能和提高抛光效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多层CVD金刚石锥阵列抛光工具的制备方法
本专利技术涉及一种涂层抛光工具的制备技术，特别涉及反复交替进行“制备微米金刚石（MCD）—刻蚀金刚石锥阵列—溅射过渡层”的方法，具体地说是一种多层CVD金刚石锥阵列抛光工具的制备方法。
技术介绍
近年来，随着光学技术和信息技术的快速发展，单晶硅、SiC等脆性材料因同时具有优异的机械性能和光学性能，被广泛地应用于制作电路半导体、光学元件等领域。脆性材料的加工一般分为切割、磨削和研磨抛光三个环节。其中，研磨抛光是终加工的最主要手段，其加工水平直接影响了产品的质量和性能。传统的抛光工艺采用游离磨料的形式，抛光过程中磨粒分布不均，运动路径不可控，表面质量难以得到保证；同时磨粒利用率低，对环境会产生一定污染。因此固结磨料抛光技术应运而生，具有工艺可控性强、清洁环保和加工效率高等特点。金刚石的高硬度、低摩擦系数，使之成为优越的工具材料。现有的金刚石固结磨料工具大多采用化学镀、电镀和真空蒸镀的方法，其表面磨粒非均匀分布是普遍存在的一个问题，可能会造成材料去除的不均匀，并且随着加工的进行，效率和面形精度会有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于反应离子刻蚀的多层CVD金刚石锥阵列抛光工具的制备方法，其特征是它包括以下步骤：/n步骤一，使用500~1200目的砂纸打磨衬底表面，去除衬底表面的氧化层污染物，并采用纳秒激光对衬底表面进行加工，得到具有沟槽结构的表面，以保证后续制备得到的抛光工具具有良好的容屑排屑能力；/n步骤二，采用喷砂机对衬底表面进行喷砂处理，净化衬底表面并得到具有较大比表面积和大量表面缺陷的衬底表面，然后使用无水乙醇超声清洗至少10min，进一步去除衬底表面的碎屑、油污；/n步骤三，将衬底放置于金刚石微粉丙酮悬浊液中进行超声振荡处理，衬底与金刚石微粉间的刮擦作用会使衬底表面出现大量的微观缺陷，同时植晶，然后...

【技术特征摘要】
20200522 CN 20201043911601.一种基于反应离子刻蚀的多层CVD金刚石锥阵列抛光工具的制备方法，其特征是它包括以下步骤：
步骤一，使用500~1200目的砂纸打磨衬底表面，去除衬底表面的氧化层污染物，并采用纳秒激光对衬底表面进行加工，得到具有沟槽结构的表面，以保证后续制备得到的抛光工具具有良好的容屑排屑能力；
步骤二，采用喷砂机对衬底表面进行喷砂处理，净化衬底表面并得到具有较大比表面积和大量表面缺陷的衬底表面，然后使用无水乙醇超声清洗至少10min，进一步去除衬底表面的碎屑、油污；
步骤三，将衬底放置于金刚石微粉丙酮悬浊液中进行超声振荡处理，衬底与金刚石微粉间的刮擦作用会使衬底表面出现大量的微观缺陷，同时植晶，然后在无水乙醇中超声清洗5~10min，最后采用压缩氮气吹干；
步骤四，将处理完成的衬底放置于化学气相沉积设备内进行微米晶金刚石（MCD）薄膜的生长；利用反应离子刻蚀技术（RIE）对制备得到的MCD膜进行刻蚀，待刻蚀完成后，将其置于无水乙醇中超声清洗5~10min；
步骤五，将上述步骤得到的样品放置于磁控溅射镀膜机内溅射一层过渡层，再置于无水乙醇中超声清洗5~10min；
步骤六，重复步骤三、四、五，制备多层CVD金刚石锥阵列抛光工具。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的采用纳秒激光对衬底进行表面织构加工，加工时的单个激光脉冲能量为0.45~0.6mJ，脉冲宽度10~30ns，光斑直径为15~30μm，扫描间距为光斑直径的0.8~1.0倍，脉冲频率为120~160kHz，扫描速度与脉冲频率相关，并满足以下公式：扫描速度/脉冲频率=0.2~0.6倍激光光斑直径。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征是衬底超声植晶所使用的的金刚石微粉粒度为0.2~1μm，配比浓度为3~6g金刚石微粉/100ml丙酮，植晶时间30~60min；无水乙醇超声清洗时间为10~15min；采用氮气吹干衬底表面，以备...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐锋，施莉莉，孙烁，贾昆鹏，王俊峰，左敦稳，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32