碳化硅化學(xué)機械拋光的平整性仿真與實驗研究.pdf

1、碳化硅（SiC）陶瓷是制造輕量化大口徑空間反射鏡的理想材料，但由于其高硬度、高耐磨性、高脆性、低斷裂韌性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點，導(dǎo)致其可加工性差?；瘜W(xué)機械拋光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）技術(shù)是通過化學(xué)腐蝕和機械去除的綜合作用來實現(xiàn)材料去除，是SiC等難加工材料實現(xiàn)超精密加工的理想方法。但是，目前對CMP材料去除機理、材料去除非均勻性形成機理等方面尚未弄清楚，在很大程度上人們還是通過經(jīng)驗或半經(jīng)驗手段

2、控制CMP過程。本文通過理論分析和實驗研究，旨在獲得SiC高材料去除率、高表面質(zhì)量、高表面平整性的方案，這對提高 SiC陶瓷化學(xué)機械拋光技術(shù)的水平具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　本文首先建立了工件與磨具的相對運動模型，分析拋光過程中，工件及磨具轉(zhuǎn)速等參數(shù)對工件表面速度分布及對工件表面各點運動軌跡分布的影響。在此基礎(chǔ)上，仿真研究了工件及磨具在拋光過程中磨損的影響因素及實現(xiàn)均勻磨損的條件。
　　在工件與拋光墊直接接觸狀態(tài)下，

3、利用ABAQUS軟件建立CMP有限元接觸模型，仿真分析了SiC在拋光過程中工件下壓力，拋光墊厚度、泊松比、彈性模量，及工件與拋光墊的摩擦系數(shù)等參數(shù)對工件表面接觸應(yīng)力分布的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，基于保持環(huán)技術(shù)，研究了保持環(huán)壓力、保持環(huán)與工件之間的間隙、保持環(huán)寬度等參數(shù)以及保持環(huán)的結(jié)構(gòu)對接觸應(yīng)力分布及其分布的非均勻性的影響規(guī)律。
　　在上述理論分析的基礎(chǔ)上，對SiC進行化學(xué)機械拋光實驗研究。以拋光后工件表面輪廓的算術(shù)平均偏差值來描述工