[发明专利]一种光学石英玻璃的绿色经济环保化学机械抛光方法

摘要

本发明提供了一种光学石英玻璃的绿色经济环保化学机械抛光方法，属于硬脆材料的超精密加工领域。先对石英玻璃进行研磨，然后依次进行化学机械粗抛光和精抛光。粗抛光时，抛光液由平均粒径为30～100nm的α‑氧化铝磨料和去离子水组成，抛光垫选择聚氨酯垫。精抛光时，抛光液由陶瓷磨料、分散剂、pH调节剂和去离子水组成。陶瓷磨料的平均粒径为20～50nm，重量百分比为1～3％；分散剂重量百分比为0.1～2％；pH调节剂为柠檬酸、醋酸和苹果酸，调节pH值为4～6。抛光垫选择磨砂革垫。抛光后，石英玻璃的表面粗糙度Ra达到0.6～0.75nm，实现了石英玻璃的高效超低损伤超精密化学机械抛光。

主权项

1.一种光学石英玻璃的绿色经济环保化学机械抛光方法，采用陶瓷磨粒、分散剂、pH调节剂、去离子水配制化学机械抛光液，实现石英玻璃的高效超低损伤超精密抛光；其特征在于：/n(1)用石蜡将石英玻璃片均匀粘接固定在不锈钢载物盘上，将#3000的固结磨料碳化硅水磨砂纸固定在研磨盘上进行研磨；研磨盘和载物盘的转速均为60～80rpm，研磨压力为30～45kPa，研磨时间为3～5min，研磨液为去离子水；研磨完成后，置于去离子水中超声清洗3～5min，并用压缩气体吹干；/n(2)然后进行化学机械抛光，分为粗抛光和精抛光两个工序；抛光压力均为30～45kPa，抛光盘和载物盘的转速均为60～80rpm，抛光液流速为5～10ml/min；/n(3)粗抛光时，抛光液主要由α-氧化铝磨料和去离子水组成；α-氧化铝磨料的平均粒径为30～100nm，重量百分比为抛光液的1～3％，抛光垫为聚氨酯抛光垫，抛光时间为5～10min；粗抛光完成后，置于去离子水中超声清洗3～5min，并用压缩气体吹干；/n(4)精抛光时，抛光液主要由陶瓷磨粒、分散剂、pH调节剂和去离子水组成；陶瓷磨粒为氧化硅、α-氧化铝、氧化铈中的一种或两种以上混合，平均粒径为20～50nm，重量百分比为抛光液的1～3％；分散剂为D-山梨醇、聚乙二醇、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上混合，重量百分比为抛光液的0.1～2％；pH调节剂为柠檬酸、醋酸、苹果酸中的一种或两种以上混合，调节pH值为4～6；选择磨砂革抛光垫，抛光时间为10～18min；精抛光完成后，置于去酒精中超声清洗3～5min，然后用压缩气体吹干；/n(5)化学机械抛光后，在105×141μm²的较大检测范围下，石英玻璃的表面粗糙度R_a为0.6～0.75nm。/n