米茜
重庆四联特种装备材料有限公司 重庆 400707
摘要：对于蓝宝石单晶如果要着眼于全面予以研磨加工，那么有必要运用特定的固结磨料对其实现相应的研磨处理。通过运用固结研磨的方式，就能够加工出具备光学特性与物理特性的优质蓝宝石。在此前提下，对于研磨液也要妥善予以选择，因地制宜优化现有的研磨过程。因此可见，如果能够将乙二醇加入溶液内部，那么能够在根源上实现表层活性的显著优化，进而全面证实了单晶研磨对于优化蓝宝石表层质量具备的重要价值。
关键词：固结磨料；蓝宝石单晶；研磨过程；研磨液；具体作用
蓝宝石单晶在现阶段已经被广泛适用于固态激光以及衬底二级管材料的各个领域中，这主要是由于，此类宝石单晶体现为优良的光学与理化特性，而与之有关的宝石发光性能相比而言也是较好的。技术人员如果要加工此类单晶宝石，则可以选择倒角方式、切片方式、抛光方式或者研磨方式。具体在加工宝石的相关实践中，对于上述各类方式应当着眼于灵活加以选择。在各种各样的宝石加工流程中，研磨加工直接关系到整个单晶宝石具备的表层平整度，对其抛光质量与其他相关要素也能予以全方位的优化。为此在选择特定种类的研磨液时，应当密切关注宝石加工有关的各项基本要素，在此基础上选择适用于此次研磨加工的优质研磨液。
一、设计试验流程
在此次试验中，选择了树脂材质制作而成的高聚合物作为其中的固结磨料粘结剂，然后将其制作成研磨垫。在此前提下，运用固化剂加热的方式来处理金刚石，进而显著优化了加热固化的性能。针对现有的磨料粒径能够予以灵活改变，将其制作成可供灵活调整的小型研磨垫。为了优化研磨垫现有的表层硬度，可以视情况在这其中融入特定比例的细铜粉，从而显著优化了表层工件具备的精度。
对于整个研磨垫而言，其中包含了基体与磨料的两个不同层次，确保预留适当的沟槽与凸起，以防碎屑或者研磨液无法顺利实现排出。应当注意的是，基体层本身体现为优良的弹性特征，其中并不含有磨料，因此可供灵活调节现有的研磨刚度并且将其紧密连接于研磨盘。
蓝宝石单晶的样本具备0.5毫米的厚度以及50毫米的直径，具体在试验中，应当将样本放置于智能型的抛光机相应位置上，对于研磨垫可以选择为镀镍金刚石的特殊材质。对于现有的各项研磨条件都要保证其符合最基本的一致性，最好限制于10分钟以内的研磨垫粗糙度，其中涉及到粗研磨的相关加工参数。
二、归纳得到结论
（一）关于表层材料的去除率
具体在试验中，如果选择了不同种类的研磨液，那么与之有关的去除率也将会表现为突显的差异性。例如对于外界的其他工艺要素在保持相同的前提下，操作人员如果选择了去离子水的特殊研磨液，那么每分钟可达150纳米左右的去除速度。与之相比，如果选择了其他种类的研磨液，则可以获得更优的研磨去除综合效果。例如在选择了乙二醇（2%）的特殊研磨液时，每分钟一般来讲可以获得225纳米的去除速度。因此可见，两类研磨液如果具备各异的化学浓度以及同等的化学组分，那么与之有关的去除速度也不会由此而受到显著影响。
除此以外，单晶蓝宝石设有表层的软化层，通过运用水解作用给其带来的影响，蓝宝石工件将会迅速表现为软化的趋向。在此前提下，如果选择了乙二胺、乙二醇或者三乙醇胺作为其中的研磨液，则与之相应的水解作用将会表现得尤其显著。因此可以得知，对于材料去除率如果要着眼于全面进行优化，那么必须关注其中的表层活性剂与增塑剂等特殊材质。通过运用综合性的途径与举措，对于表层蓝宝石就能够显著增强其原有的活性特征。
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（二）关于表层的工件质量
在全面进行工件研磨的前提下，针对蓝宝石工件就可以保证其符合最低限度的表层粗糙度，最好将其限制于75纳米以内的粗糙度范围内。相比而言，对于蓝宝石工件如果能够选择去离子水对其加以相应的处理，那么可以获得相对优良的表层粗糙度。因此经过归纳可知，对于浓度各异但是含有化学组分相近的工件而言，与之相应的粗糙度变化并没能体现得十分显著，至多不会超出纳米级的差异。
由此可见，蓝宝石即便受到了研磨液对其表层带来的作用，那么也能够将其控制于特定的粗糙度限度内。但是相比来讲，如果选择了乙二醇（2%）或者三乙醇胺（2%）的特殊研磨液物质，则可以显著优化宝石工件具备的固结性能。如果没有选择上述的两类研磨液物质，那么可以用乙二胺或者其他物质将其替换。
三、研磨液对于研磨蓝宝石单晶的具体作用
对于单晶蓝宝石的工件应当能够将其密切接触于固结磨料，然后对于表层的研磨垫予以适当修整。在此前提下，蓝宝石以及金刚石表层就能够予以适度接触。由于受到外界的载荷影响，研磨垫与单晶工件就会呈现特定的相互作用，借助机械摩擦的外在作用力来实现精细化的宝石研磨。通过运用上述的研磨处理举措，对于某些多余的蓝宝石单晶表层就能够予以妥善去除，上述研磨操作可以称之为二体磨削。
对于蓝宝石具体在施行全面的研磨加工时，应当关注其中金刚石颗粒对于基体垫层表现出来的作用力幅度。这是由于，某些金刚石暴露了较低的高度，而另外一些则暴露了相对较高的高度。在此前提下，针对较小的工件表层深度应当将其适用于延性加工的相关操作，因此需要因地制宜控制现有的露出高度。反之，如果金刚石暴露了过高的高度，那么表层蓝宝石就会受到过度的切削，因而显著增大了其中的表层裂纹。对于整体上的切削深度如果要着眼于全面加以调控，那么必须保证其符合最低限度的工件加工标准。
此外，单晶宝石在受到压力与研磨作用力的双重影响下，其中的切向力就会因此而显著增大。在某个时间段，如果切向力变得过大，那么研磨液就会混入脱落的金刚石微粒。如果遇到上述的特殊状况，则还需运用脆性加工的手段对于蓝宝石予以相应处理。从机械性的视角来看，操作人员有必要密切结合各个流程的脆性加工，以此来显著优化宝石加工能够获得的综合实效性。处于研磨垫与研磨液中间位置上的蓝宝石工件很可能受到流动排出的碎屑影响，因此有必要更多关注于单晶蓝宝石本身具备的各项理化特性。
结束语
经过综合分析，可以得知运用固结磨料来实现全面研磨单晶蓝宝石的相关处理，上述加工流程不能缺少适当的研磨液作为保障。对于外界各项工艺参数如果能够着眼于精确进行控制，则有助于显著减低蓝宝石具备的表层粗糙度，同时也显著优化了与之有关的蓝宝石性能。因此在该领域的未来实践中，技术人员仍需致力于归纳加工研磨操作的有关经验，在此前提下运用适当的工艺举措来显著提升蓝宝石单晶加工能够达到的整体质量。
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论文作者:米茜
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/9
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