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摘要
针对热压成型超细金刚石微粉抛光盘抛光碳化硅晶片时易产生较深表面划痕而导致废片的问题，提出了一种基于聚乙烯醇冷冻-解冻凝胶成形金刚石固着磨料抛光盘的制备方法。采用力学性能测试、红外光谱、摩擦磨损、热重分析等方法对凝胶抛光盘的性能进行表征。研究表明：聚乙烯醇含量大于3%(质量分数，下同)时，聚乙烯醇-酚醛树脂混合胶水可以形成完整凝胶体。当聚乙烯醇含量为5%～6%时，凝胶抛光盘内部形成了大量毛细微孔，孔隙之间相互交错和联通，其抗折强度和抗拉强度最高，平均摩擦系数最大，摩擦系数稳定性最好，其磨料均匀性优于热压抛光盘。随着聚乙烯醇含量的提高，抛光盘表面被树脂结合剂覆盖，抛光盘的塑性越来越大，聚乙烯醇热解对凝胶抛光盘摩擦系数的影响增大，摩擦系数随着摩擦时间的延长开始出现热衰退现象。使用聚乙烯醇含量为5%的凝胶抛光盘抛光SiC晶片，表面平均粗糙度Ra小于2.5 nm,再通过化学机械抛光(CMP)后获得了表面粗糙度Ra小于0.5 nm的超光滑无损表面，抛光效果优于热压抛光盘。
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