[发明专利]一种具有减磨散热功能的固结磨料抛光垫及其应用

说明书

本发明提供了一种具有减磨散热功能的固结磨料抛光垫及其应用，抛光垫由减磨散热剂、分散剂、磨粒、结合剂均匀混合固化而成。其中减磨散热剂用于降低固结磨料抛光垫的摩擦系数、减小磨损，同时提高润滑散热等功能，分散剂用于分散减磨散热剂中的碳纳米材料及纳米颗粒，降低粒子团聚的现象。本发明的固结磨料抛光垫在抛光加工时无需添加液体抛光介质就能实现减磨散热，解决了抛光液大量浪费的问题；磨料利用率高，降低了抛光成本；减小了有害化学物品对环境的污染；同时还能实现润滑散热，降低抛光加工中的摩擦磨损，提高加工效率和工件的表面质量；增加抛光垫的使用寿命。

技术领域

本发明属于超精密加工领域，涉及一种抛光加工工具，特别涉及一种具有减磨散热功能的抛光垫，具体的说是一种具有减磨散热功能的固结磨料抛光垫及其应用。

背景技术

随着光学、光电学和IC产业的飞速发展，高效高质量的抛光需求日益增加。固结磨料抛光以其优越的全局平坦化、效率高、加工表面质量优以及加工面选择性强等优点成为新一代抛光加工的发展趋势。但现有的固结磨料抛光垫在加工过程需添加抛光液进行润滑散热，这就导致了抛光液的消耗量大，利用率低，加工成本变高，废液处理困难，且对环境有污染等问题。因此，在抛光过程中避免抛光液带来诸多问题的同时还能实现润滑散热、减小摩擦磨损成为了急需解决的加工难点。

目前具有减磨散热功能的抛光工具大多采用外部添加润滑剂的结构设计，中国专利CN208811852U公开了一种表面润滑的抛光磨头，抛光磨头外表面沿圆周开设有润滑槽，通过其内部的润滑剂，从而达到抛光磨头表面的润滑效果。中国专利CN211414855U公开了一种具有散热结构的磨具,包括导热块、磨具本体、散热机构和散热条。中国专利CN211103510U公开了一种自润滑的抛光轮，由自润滑抛光材料氧化铝、氧化硅、金刚石、氧化铈金属抛光粉中的一种或以上混合硅胶和粘合剂而制成。以上具备减磨散热功能的抛光工具主要依靠结构设计以及添加液体抛光介质进行减磨散热，抛光工序复杂、抛光液消耗大、加工成本高且对环境不友好，液体抛光介质带来的问题并不能解决、减磨散热的效果并不突出。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是针对需要添加液体抛光介质进行减磨散热从而造成的抛光液利用率低、成本高、对环境有污染等问题，提供了一种具有减磨散热功能的固结磨料抛光垫。

本发明的技术方案是：一种具有减磨散热功能的固结磨料抛光垫，固结磨料抛光垫主要由减磨散热剂、分散剂、磨粒、结合剂均匀混合固化而成；所述减磨散热剂质量百分比为4～16%，所述分散剂质量百分比为0.4～4%，所述磨粒质量百分比为30～80%，其余为结合剂。

进一步的，所述减磨散热剂为富勒烯、碳纳米管、石墨烯、金刚石纳米颗粒、ZnO纳米颗粒、ZnAl₂O₄纳米颗粒、SiC纳米颗粒、MoS₂纳米颗粒或TiO₂纳米颗粒中的一种或一种以上的组合，粒径在2～200nm之间。

进一步的，所述分散剂为硬酯酸钠、十八烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠、铝酸钠、油酸钠、柠檬酸铵、聚羧酸盐或羧甲基纤维素中的一种或一种以上的组合。

进一步的，所述磨粒为金刚石、氧化铈、氧化铝、二氧化硅、氧化铬、铬刚玉或氧化铁中的一种或一种以上的组合，粒径在0.5~5µm之间。

本申请还提供上述具有减磨散热功能的固结磨料抛光垫的应用，使用如上所述固结磨料抛光垫抛光工件，在抛光过程中，将所述固结磨料抛光垫直接与工件接触，对工件施加压力，并使所述固结磨料抛光垫与工件相对转动，抛光所述工件表面直至其表面质量达到要求。

进一步的，所述固结磨料抛光垫抛光的参数配置为：抛光压强不超过40kPa，抛光垫转速不超过300rpm，工件转速不超过300rpm。

作为本申请的一种优选实施方案，所述工件为半导体、玻璃、光学晶体、陶瓷、金属材料。

有益效果