碳化硅的研磨機理和拋光加工方法
2020年3月14日
發布者：棕剛玉
來源： 登封市元豐磨料耐材廠
硬度大是碳化硅的優點，它的硬度僅次于金剛石，所以常常用來作為砂輪等磨具的磨料,但是在應用時它因材料本身所表現的高脆性、低斷裂韌性，使得其在很多領域的應用受到阻礙，因為這些性能會使碳化硅在磨削加工過程中易引起材料的脆性斷裂，從而在材料表面留下表面破碎層，且產生較為嚴重的表面與亞表層損傷，影響了加工精度。
1.碳化硅的研磨機理
硬脆材料進行研磨時，對碳化硅具有滾軋作用或微切削作用，磨粒作用于有凹凸和裂紋的表面上時，隨著研磨加工的進行，在研磨載荷的作用下,部分磨粒被壓入工件，并用露出的尖端劃刻工件的表面進行微切削加工。另一部分磨粒在工件和研磨盤之間進行滾動而產生滾軋作用，使工件的表面形成微裂紋，裂紋延伸使工件表面形成脆性碎裂的切屑,從而達到表面去除的目的。
因為硬脆材料的抗拉強度比抗壓強度要小，會在硬脆材料表面的拉伸應力下產生微裂紋，當縱橫交錯的裂紋延伸且相互交叉時，受裂紋包圍的部分就會破碎并崩離出小碎塊。此為硬脆材料研磨時的切屑生成和表面形成的基本過程。
由于碳化硅材料屬于高硬脆性材料，需要采用特殊的研磨液，碳化硅研磨的主要技術難點在于高硬度材料減薄厚度的精確測量及控制，磨削后晶圓表面出現損傷、微裂紋和殘余應力,碳化硅晶圓減薄后會產生比碳化硅晶圓更大的翹曲現象、薄晶圓傳輸中易碎片等問題。
2.碳化硅的拋光加工
目前碳化硅的拋光方法主要有機械拋光、磁流變拋光、化學機械拋光、電化學拋光、催化劑輔助拋光或催化輔助刻蝕、摩擦化學拋光、等離子輔助拋光等。這些拋光方法存在著材料去除率低、成本高的問題，而且要求的條件苛刻、裝置操作復雜，所以目前仍處在實驗室范圍內，批量的實現可能性不大。
以上為本期“碳化硅的研磨機理和拋光加工方法”的全部內容，對于磨料廠家來說，目前在實際中普遍采用的是化學機械拋光方法，但該拋光技術目前還是停留在半經驗控制的狀態中，因此車間的操作工人并不能保證穩定的加工質量，而且拋光接觸后工件表面往往會殘留大量的反應物，因此碳化硅的加工方法在工業領域亟待改善提高。
登封市元豐磨料耐材廠
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產品名稱：碳化硅優勢 化學性能穩定、熱膨脹系數小、耐磨性能好、導熱系數高的特點。
材質：石英砂，石油焦，硅石
粒度：16目 24目 46目 80目 325目 1000目 1200目 1500目 3000目 5000目 8000目
應用范圍：機械、磨具磨料、耐火材料、航空航天、陶瓷、冶煉等行業。
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