[发明专利]一种用于微晶玻璃的化学机械抛光液

说明书

本发明公开了一种用于微晶玻璃的化学机械抛光液，其组成成分及质量百分含量如下：复合磨料10％‑30％、前腐蚀剂0.1％‑0.5％、表面活性剂0.05％‑2％、分散剂1‑5％、螯合剂0.02％‑1％、pH调节剂0.5％‑1％、超纯水余量，复合磨料由二氧化硅、二氧化铈、二氧化锆、二氧化钛纳米粒子组成；本发明采用二级处理机制，采用前腐蚀剂进行表面腐蚀，得到平滑、透明的表面，减少抛光量，提高工作效率；进行酸腐蚀后再利用碱将二氧化硅进行转化为可溶于水地物质，不仅可以加快反应速率，也能有效降低表面粗糙度；复合磨料采用多种组合，能够提高抛光出去率，进一步提升工作效率。

技术领域

本发明属于微晶玻璃抛光技术领域，特别涉及一种用于微晶玻璃的化学机械抛光液。

背景技术

微晶玻璃是制作飞机控制、惯性导航、制导控制光学元件的基础材料，微晶玻璃作为军用高质量的光学元件，由于其应用领域的特殊性，对光学元件的表面及内部微孔的粗糙度及光洁度要求较高，凸凹不平表面将影响元件的光学性能指标。结构复杂、具有微孔结构的微晶玻璃精密光学元件(激光陀螺腔体)，孔道机械加工后，孔壁会留下凸凹不平的机加破坏层，激光陀螺要求腔体的回路为平滑的表面，以减少材料的放气，这时影响陀螺存储寿命的关键技术之一。将光学元件回路内机加破坏层变成圆钝、平滑的表面，用传统光学抛光的方法不能实现，这就需要对精密元件的内部孔道、凹槽进行化学抛光，即采用化学溶液对玻璃进行侵蚀，获得光滑而透明的玻璃表面。高精度激光陀螺要求腔体的毛细孔的平滑、光亮程度提高。特别是微晶玻璃更换材料厂家后(德国)，微晶玻璃的组成及微晶结构发生了很大的变化，原化学抛光液及方法不在适用，使用原抛光液抛光后表面附着大量盐类表面无光泽，抛光表面及孔道的不够光亮、透明，化抛后可见光范围内(400nm～1000nm)透过率仅为33％，不能满足总体单位对高精度光学元件的高光亮度的设计及使用要求。而且化抛去除量较小，化抛速率为仅为2～3μ/min，抛光时间长达20～30min，抛光效率低，溶液易挥发。

研磨剂是化学机械抛光液中的主要成分，无机纳米粒子是目前广泛使用的研磨剂，但大多数的无机纳米粒子硬度大、易团聚。这样，含有无机纳米粒子的抛光液易引起表面损伤，具体表现为抛光后表面粗糙度较大、划痕、波纹等表面缺陷较多。这样，单一的无机纳米粒子不能达到满意的抛光性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于微晶玻璃的化学机械抛光液，其抛光过程温和，抛光后表面光滑，玻璃表面光洁度高。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：设计一种用于微晶玻璃的化学机械抛光液，其组成成分及质量百分含量如下：复合磨料10％-30％、前腐蚀剂0.1％-0.5％、表面活性剂0.05％-2％、分散剂1-5％、螯合剂0.02％-1％、pH调节剂0.5％-1％、超纯水余量。

优选的，所述复合磨料由二氧化硅、二氧化铈、二氧化锆、二氧化钛纳米粒子组成。

优选的，所述复合磨料其组成质量百分比如下：二氧化硅：二氧化铈：二氧化锆：二氧化钛为1:1:1:1。

优选的，所述其组成成分及质量百分含量如下：复合磨料20％-25％、前腐蚀剂2％-3％、表面活性剂0.9％-1％、分散剂2-3％、螯合剂0.4％-0.9％、pH调节剂0.03％-0.07％、超纯水余量。

优选的，所述前腐蚀剂为30％的硝酸和50％氢氟酸混合溶液，硝酸和氢氟酸混合质量百分比为1:1。

优选的，所述复合磨料的粒径为30-90nm。

优选的，所述表面活性剂为烷基醇酰胺。

优选的，所述分散剂为聚维酮、聚丙烯酸或聚丙烯酸胺中的至少一种。

优选的，所述螯合剂为8-羟基喹啉。

优选的，所述pH调节剂为25％的KOH溶液。