基于多元醇-有机酸体系的水性抛光液制备及其在多材料精细抛光中的应用
中国粉体网 2025/3/3 14:58:41 点击 246 次
导读水性抛光膏的制备与应用

中国粉体网讯  抛光液是由磨粒、化学助剂和液相介质(水系或油系)组成的均匀混合物,在研磨抛光过程中起着极为重要的作用。


研磨工艺和抛光工艺存在很大不同,若想要同时达到研磨和抛光的效果,需要同时考虑两种去除机理。


研磨过程中的材料去除主要为脆性破坏机理。在加工过程中,研磨液中的磨粒夹杂在加工件和磨具之间,在加工件和磨具产生相对运动时,磨粒在加工件表面产生滚动或滑动效果,此时,不规则磨粒的尖端被强制挤压到加工件表面,使加工件产生裂纹发生脆性破损。并且,随着工件的往复运动,磨粒在材料表面产生的应力会越来越大,裂纹在横向和纵向的扩展也会相应增加,从而达到研磨工件表面的目的。当然,在研磨工艺之后,由于磨粒在工件表面之间的滚动也会使研磨产品的表面残留微小的裂纹和少量的压应力。


在抛光操作中,材料的去除机理主要为塑性破坏机理。当磨粒经过加工件表面时,若磨粒的硬度较低,会在加工件的表面滚动发生脆性破坏。但如果磨粒的硬度较高,磨粒会嵌入加工件表面,在往返运动过程中对加工件表面进行超微量研磨,此过程被称为抛光。此机理过程选择的磨粒硬度都非常高。


因此,磨粒的选择是否正确将直接关系到材料的去除效果和磨具的使用寿命。


精密研磨抛光液中液相介质的作用归结为以下两点:一方面,在研磨、抛光过程中能够调和磨料使磨料均匀分布;另一方面,液相介质的流动性可以带走因摩擦产生的热量并起到润滑磨具的作用。在研磨抛光液的制备中,通常选择水系介质和油系介质作为液相介质。由于无机磨粒与水性介质的表面存在一定的共性,所以水性介质一直是悬浮液制备过程中液相介质研究的重点。


化学助剂则在液相介质和磨粒之间起中间桥梁的作用,其能吸附在固体颗粒表面以产生高位垒使颗粒分散开来。因磨粒一般选用的是无机材料,若液相介质为水性,则水分子与无机材料之间存在大小不一的电位差,若无化学助剂的调节会引起无机粒子迅速团聚;若液相介质为油性,则有机油系与无机材料之间呈现极差的相容性,粒子团聚更加严重。因此,化学助剂的存在是保证磨粒在液相介质中分布均匀和在短时间内不产生沉淀的必要条件。


对于精密研磨抛光液而言,磨粒、化学助剂和液相介质的合理选择是制备精密研磨抛光液的前提。


研磨抛光技术在集成电路芯片的制作中具有重要作用,针对高端研磨抛光相关的技术、材料、设备、市场等方面的问题,中国粉体网将于2025年4月16日河南郑州举办2025第二届高端研磨抛光参会大会。届时,新乡学院教授陈玮将作题为《水性抛光膏的制备与应用》的报告,报告中指出,采用多元醇及有机酸为基础承载物,添加稳定剂、分散剂、赋形剂等不同功能性添加剂,通过纳米乳化技术,制备出用途广泛的水性抛光膏母液,在这种母液中,添加金刚石、片状氧化铝、类球形氧化铝等磨料颗粒,可以制备出适合于氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、不锈钢等材料精细抛光的抛光液。这种方法制备的水性抛光液具有用途广泛、适应性强、制备方法简单实用等优点。


专家简介:

 


陈玮,男,工学博士,教授级高工。本科、硕士、均博士毕业于中南大学,获工学博士学位。1995年起在郑州轻金属研究院参加工作,一直从事新材料的研究开发工作,开发出超高压电器用关键材料、精细陶瓷,精细抛光关键材料,锂离子电池陶瓷隔膜关键材料等多项高新技术产品,全部实现产业化。2018年7月就职于新乡学院。目前主要从事新材料、锂电材料、高技术陶瓷、抛光材料的研究与开发与产业化工作。 主持国家级项目4项,中铝公司科研项目10多项,发表科技论文20余篇,获得国家发明专利8项,获省部级一等奖2项,二等奖6项。2020年获得大学生挑战杯创业计划河南省特等奖,优秀指导教师,大学生挑战杯创业计划国家级铜奖。


参考来源:

李春雪,油性碳化硅精密研磨抛光液的悬浮性研究


(中国粉体网编辑整理/山林)

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