[發明專利]一種基于納米鎳粉的金剛石晶體表面機械化學拋光方法

有效

• 申請號: 201710801641.0
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107457616B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 宗文俊;崔志鵬;吳立強;孫濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B37/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種基于納米鎳粉的金剛石晶體表面機械化學拋光方法，其特征在于：所述的方法步驟如下：

步驟一：選擇天然金剛石晶體平面作為拋光試樣，選擇熱膨脹系數較小的殷鋼制作夾具，根據所述的金剛石晶體顆粒大小準備好殷鋼夾具；

步驟二：使用氧化銅粉末與磷酸混合后熱燒結方法實現金剛石晶體與殷鋼夾具的穩固連接，然后把殷鋼夾具安裝到金剛石刀具研磨機的分度夾具上，使殷鋼夾具垂直于青銅金剛石砂輪盤；

步驟三：選定金剛石晶體的易磨晶向，設置金剛石晶體易磨方向與青銅金剛石砂輪盤線速度方向平行，并在殷鋼夾具和分度夾具上同時作定位標記，然后用青銅金剛石砂輪盤對金剛石晶體表面進行粗磨加工，粗加工的金剛石晶體表面粗糙度達到Ra 3nm；

步驟四：將青銅金剛石砂輪盤從金剛石刀具研磨機的主軸上拆下，用酒精把青銅金剛石砂輪盤表面擦拭干凈，然后在青銅金剛石砂輪盤表面貼上聚氨酯拋光墊，并在聚氨酯拋光墊表面涂上50nm鎳粉，之后將殷鋼夾具按定位標記重新安裝到分度夾具上，同時將粘有聚氨酯拋光墊的青銅金剛石砂輪盤重新裝到金剛石刀具研磨機的主軸上；

步驟五：恒溫控制金剛石刀具研磨機周圍環境條件為23℃，恒溫精度±0.5℃，在金剛石刀具研磨機的主軸冷卻水循環系統正常工作情況下，空載靜置金剛石刀具研磨機，使其性能達到穩定狀態；

步驟六：用涂有50nm鎳粉的聚氨酯拋光墊對金剛石晶體表面進行拋光，設置拋光工藝參數為：聚氨酯拋光墊附加往復運動，往復運動頻率為0.17Hz，往復運動行程為10mm，金剛石刀具研磨機的主軸轉速為3600r/min，拋光壓力為14.7N，金剛石晶體對聚氨酯拋光墊擠壓深度為30μm，拋光時間為60min，重新涂覆50nm鎳粉的時間間隔為20min；

步驟七：從分度夾具拆下殷鋼夾具，采用光學顯微鏡離線檢測金剛石晶體表面，若1400×光學放大倍率下金剛石晶體表面無肉眼可見缺陷，則采用原子力顯微鏡繼續檢測金剛石晶體表面形貌以得到金剛石晶體表面粗糙度，測得粗糙度應優于Ra 0.6nm或Rz 3.6nm，則進入步驟八；若不符合要求視為不合格，應重新按步驟六進行拋光加工；若1400×光學放大倍率下金剛石晶體表面有肉眼可見缺陷，亦視為不合格，應重新按步驟六進行拋光加工；

步驟八：金剛石晶體表面完成化學拋光后，將其從殷鋼夾具上取下，然后進行表面清潔處理，并裝盒保護；

所述的氧化銅粉末與磷酸混合后熱燒結方法的具體步驟是：將5-10克氧化銅粉末平鋪在玻璃皿上，取與氧化銅粉末等體積的磷酸滴加在氧化銅粉末上，將二者混合攪拌成膏狀，然后取10-15克磷酸-氧化銅膏涂在殷鋼夾具表面，再將金剛石晶體大平面朝下放到涂有磷酸-氧化銅膏的殷鋼夾具上，用熱風槍對粘結部位加溫，溫度為100～250℃，加熱時間持續2-3min至磷酸-氧化銅膏凝固變硬后完畢，金剛石晶體即固定在殷鋼夾具上。