大面积金刚石自支撑膜机械抛光新技术1

1北京科技大学材料科学与工程学院功能材料研究所，北京（100083） 2沈阳科晶设备制造有限公司，沈阳（110168） 1. 引 言 众所周知，金刚石是自然界目前所知Z硬的材料，同时，它具有极高的热导率，高的电子和空位迁移率，并在很宽的光波段范围内（0.2~25m）透明[1]因此，诸多的优异性能促使人们对金刚石材料产生了浓厚的兴趣早期，金刚石材料在刀具磨具材料上广泛应用，其它电子热学光学声学领域的应用都要求金刚石要经过抛光处才能够使用20 世纪90 年代以来，随着化学气相沉积（CVD）技术的发展，人造金刚石自支撑膜已具有十分接近天然金刚石的各项性能且成本也降到用户可以接受的范围，商业化应用前景可观[2]本研究所长期致力于金刚石自支撑膜的研究和开发，已经开发出拥有我国独立知识产权的高功率100KW 级直流电弧等离子体溅射化学气相沉积系统(100KW DC Arc Plasma Jet CVD)，可以沉积出Zda直径为120mm 的金刚石自支撑膜，厚度在1mm 左右[3]然而，金刚石自支撑膜的后加工（包括切割抛光平整化等工序）特别困难，所以在金刚石自支撑膜抛光方面本研究所亦进行过较多的研究[4,5]，但是效果都不明显，不是效率太低，且易损坏样品，就是研磨设备成本过高，控制稳定性差，不利于进行产业化的应用 如今金刚石膜的抛光方法已经存在多种，从早期到现在依次有：金刚石粉研磨[6]热化学抛光[7]离子束抛光[8]等离子抛光[9]化学机械抛光 [10]激光抛光[11]等方法这些方法当中，各有优缺点，万静[12]等综述比较了这些方法各自的特点本文选用的方法是Z古老Z方便原理Z简单的金刚石粉机械研磨抛光方法，研磨抛光的设备选用沈阳科晶 设备制造有限公司专门研制的UNIPOL－1502A 抛光机通过研究研磨盘面形转盘转速金刚石粉颗粒尺寸对金刚石自支撑膜磨抛速率的影响，找出新技术的工艺参数和工艺条件 SYJ-D2000金刚石带锯切割机（原KJ-3000A金刚石带锯切割机）