面向多晶金刚石的等离子体高效抛光技术

TQ164; 作为一种典型的难加工材料,多晶金刚石的抛光存在着材料去除率低、损伤引入较多、难以获得亚纳米级粗糙度等诸多问题.采用一种基于大气电感耦合等离子体的非接触式加工方法,在纯氩等离子体中引入氧气作为反应气,激发产生高活性氧自由基,并在多晶金刚石表面不同位点处发生差异化刻蚀,最终实现多晶金刚石的高效抛光.研究结果表明:随着含氧等离子体辐照的进行,多晶金刚石表面晶粒尖端位点被快速去除,晶粒间的高度差大幅下降,且金刚石表面粗糙度Sa在30 min内从 10.10 μm降低至 93.70 nm,材料去除率可达 34.4 μm/min,远高于传统的机械或化学机械抛光方法.拉曼光谱与X射线衍射谱分析...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in	金刚石与磨料磨具工程 Vol. 44; no. 5; pp. 553 - 562
Main Authors	肖玉玺, 李昕宇, 张永杰, 邓辉
Format	Journal Article
Language	Chinese
Published	南方科技大学机械与能源工程系,广东深圳 518055%南方科技大学机械与能源工程系,广东深圳 518055 01.10.2024 新加坡国立大学物理系,新加坡 117551
Subjects	atmosphere inductively coupled plasma 多晶金刚石高效抛光高活性氧自由基 highly active oxygen radicals polycrystalline CVD diamond highly efficient polishing 大气电感耦合等离子体
Online Access	Get full text
ISSN	1006-852X
DOI	10.13394/j.cnki.jgszz.2023.0281

Cover

More Information
Summary:	TQ164; 作为一种典型的难加工材料,多晶金刚石的抛光存在着材料去除率低、损伤引入较多、难以获得亚纳米级粗糙度等诸多问题.采用一种基于大气电感耦合等离子体的非接触式加工方法,在纯氩等离子体中引入氧气作为反应气,激发产生高活性氧自由基,并在多晶金刚石表面不同位点处发生差异化刻蚀,最终实现多晶金刚石的高效抛光.研究结果表明:随着含氧等离子体辐照的进行,多晶金刚石表面晶粒尖端位点被快速去除,晶粒间的高度差大幅下降,且金刚石表面粗糙度Sa在30 min内从 10.10 μm降低至 93.70 nm,材料去除率可达 34.4 μm/min,远高于传统的机械或化学机械抛光方法.拉曼光谱与X射线衍射谱分析表明,该抛光方法未引入非晶碳或新应力损伤,不改变多晶金刚石表面晶粒取向.该方法可作为一种多晶金刚石粗抛技术,与化学机械抛光、紫外激发抛光等精抛工艺相结合,显著提升多晶金刚石的综合抛光效率.
ISSN:	1006-852X
DOI:	10.13394/j.cnki.jgszz.2023.0281