本發(fā)明屬于金屬材料表面處理技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種304不銹鋼化學機械拋光用拋光劑和拋光液及其制備方法。
背景技術(shù):
柔性顯示技術(shù)是集大規(guī)模集成電路、精密加工技術(shù)和光電子技術(shù)于一體高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),涉及半導體、光學、微電子、化學材料、精密機械與加工等眾多的高科技領(lǐng)域。柔性顯示技術(shù)正逐漸改善人們的生活和交流方式,并顯著推進信息可視化,廣泛用于工業(yè)、民用及軍事行業(yè)。
柔性顯示襯底是研發(fā)柔性顯示器的基礎(chǔ),柔性顯示器以柔性材料為襯底,應用最為廣泛的是不銹鋼材料,同時柔性顯示器對柔性襯底的表面平整度和厚度要求非常嚴格,要實現(xiàn)柔性襯底的表面質(zhì)量和加工精度,目前最常用的方法是化學機械拋光技術(shù)。
化學機械拋光技術(shù)被認為是能兼顧表面粗糙度和表面平整度要求的最好的工藝方法,已成為硬脆性晶體材料、金屬材料及其它材料實現(xiàn)表面超光滑無損傷加工的最實用技術(shù)之一?;瘜W機械拋光液是大尺寸超薄柔性顯示襯底的化學機械拋光中的主要部分,在化學機械拋光過程中拋光液的成份對拋光效率、產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。
采用化學機械拋光方法拋光基體時,為了充分發(fā)揮化學機械拋光方法的優(yōu)勢得到缺陷率低的拋光基體,需要結(jié)合基體專用化學機械拋光液。例如,中國專利CN102756236,公開了一種用來對鍺-銻-碲合金進行拋光的化學機械拋光組合物和方法,具體公開在化學機械拋光過程中采用包括乙二胺四乙酸及其鹽的材料的pH值為7.1~12的拋光組合物得到低缺陷率的鍺-銻-碲合金;再如,中國專利CN102452036公開了一種鎢化學機械拋光方法,采用含有兩種以上氧化劑的拋光液前體和活性還原劑的拋光液,對鎢進行化學機械拋光,拋光率高且缺陷率低。但是當采用現(xiàn)有技術(shù)公開的化學機械拋光液對304不銹鋼進行拋光處理時,往往無法滿足柔性顯示襯底的平整度的要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種304不銹鋼化學機械拋光用拋光劑和拋光液及其制備方法,本發(fā)明提供的拋光液用于304不銹鋼的化學機械拋光時,能夠得到較低粗糙度的表面,滿足柔性襯底的要求。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:
本發(fā)明提供了一種304不銹鋼化學機械拋光用拋光劑,包括下述重量份的組分:磨料1~10份,磨料分散劑1~15份,氧化劑1~20份,表面活性劑2~10份,潤滑劑0.5~5份,pH值調(diào)節(jié)劑5~20份和pH值穩(wěn)定劑1~5份;
所述pH值穩(wěn)定劑的pH值為2。
優(yōu)選的,所述pH值穩(wěn)定劑為包括磷酸氫二鈉和磷酸的水溶液。
優(yōu)選的,所述pH值調(diào)節(jié)劑包括乙酸、草酸和檸檬酸中的一種或多種。
優(yōu)選的,所述潤滑劑包括氧化聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸、石蠟、PE蠟和碳納米粉中的一種或多種。
優(yōu)選的,所述磨料包括SiO2和/或Al2O3;所磨料的粒徑為0.02~0.28μm。
優(yōu)選的,所述磨料分散劑包括丙三醇和/或六偏磷酸鈉。
優(yōu)選的,所述表面活性劑為十六烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚和OP-10乳化劑中的一種或多種。
優(yōu)選的,所述氧化劑包括H2O2和/或三氯化鐵。
本發(fā)明提供了包括上述技術(shù)方案所述的拋光劑的拋光液,所述拋光液包括所述拋光劑和水,所述拋光液中拋光劑的質(zhì)量分數(shù)為11.5%~85%。
本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的拋光液的制備方法,包括以下步驟:
(1)將所述磨料、磨料分散劑、氧化劑、表面活性劑、潤滑劑、pH值調(diào)節(jié)劑和水混合,得到混合料液;
(2)將所述混合料液與pH值穩(wěn)定劑混合,得到拋光液。
本發(fā)明提供了一種304不銹鋼化學機械拋光用拋光劑,包括下述重量份的組分:磨料1~10份,磨料分散劑1~15份,氧化劑1~20份,表面活性劑2~10份,潤滑劑0.5~5份,pH值調(diào)節(jié)劑5~20份和pH值穩(wěn)定劑1~5份;所述pH值穩(wěn)定劑的pH值為2。采用包括本發(fā)明提供的拋光劑的拋光液對304不銹鋼進行化學機械拋光,拋光過程中各組分穩(wěn)定存在,為304不銹鋼化學機械拋光過程中提供穩(wěn)定的拋光環(huán)境,有助于化學機械拋光持續(xù)穩(wěn)定進行,充分發(fā)揮化學機械拋光的優(yōu)勢,在化學作用和機械作用的雙重作用下,實現(xiàn)拋光過程中,對表面粗糙度的降低,進而得到拋光效果良好的304不銹鋼,滿足柔性襯底的要求。本發(fā)明的實施例結(jié)果表明,采用本發(fā)明提供的拋光液對304不銹鋼進行化學機械拋光,得到表面粗糙度為0.82~26nm的304不銹鋼片,遠低于拋光前不銹鋼片的粗糙度。
本發(fā)明還提供了拋光液的制備方法,在本發(fā)明中,pH值穩(wěn)定劑與經(jīng)過pH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)后的混合物料混合,能夠確保拋光液穩(wěn)定存在,避免發(fā)生析出和失效,具備良好的穩(wěn)定性,可在常溫下,保質(zhì)18個月以上,便于化學機械拋光過程的穩(wěn)定順利進行。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種304不銹鋼化學機械拋光用拋光劑,包括下述重量份的組分:磨料1~10份,磨料分散劑1~15份,氧化劑1~20份,表面活性劑2~10份,潤滑劑0.5~5份,pH值調(diào)節(jié)劑5~20份和pH值穩(wěn)定劑1~5份;所述pH值穩(wěn)定劑的pH值為2。
采用包括本發(fā)明提供的拋光劑的拋光液對304不銹鋼進行化學機械拋光,拋光過程中各組分穩(wěn)定存在,為304不銹鋼化學機械拋光過程中提供穩(wěn)定的拋光環(huán)境,有助于化學機械拋光持續(xù)穩(wěn)定進行,充分發(fā)揮化學機械拋光的優(yōu)勢,進而得到拋光效果良好的304不銹鋼,滿足柔性襯底的要求。
本發(fā)明提供的拋光劑,以重量份計,包括1~10份的磨料,優(yōu)選為4~6份,在本發(fā)明的實施例中,具體為2.5份、3.5份、4.5份、5.5份、6.5份、7.5份或8.5份。在本發(fā)明中,所述磨料優(yōu)選包括SiO2和/或Al2O3。在本發(fā)明中,所述磨料的粒徑優(yōu)選為0.02~0.28μm,進一步優(yōu)選為0.5~0.15μm。在本發(fā)明中,所述SiO2優(yōu)選以硅溶膠的形式加入,在本發(fā)明中,所述硅溶膠的質(zhì)量濃度優(yōu)選為30~50%,進一步優(yōu)選為35~40%。在本發(fā)明中,所述Al2O3的優(yōu)選以白剛玉的形式加入;本發(fā)明對所述白剛玉的來源沒有特殊要求,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的白剛玉即可。
本發(fā)明提供的拋光劑,以重量份計,包括1~15份的磨料分散劑,優(yōu)選為5~10份,進一步優(yōu)選為6~8份。本發(fā)明實施例中,具體為2份、3.6份或5.4份。在本發(fā)明中,所述磨料分散劑優(yōu)選包括丙三醇和/或六偏磷酸鈉。在本發(fā)明中,當所述磨料分散劑包括丙三醇和六偏硫酸鈉時,所述丙三醇和六偏磷酸鈉的質(zhì)量比優(yōu)選為(1~2):1。本發(fā)明對所述磨料分散劑的來源沒有特殊要求,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的上述技術(shù)方案所述磨料分散劑的市售商品即可。在本發(fā)明中,采用所述磨料分散劑能夠促進磨料的分散,避免磨料粒徑較小在水溶液中的團聚所導致的去除率低的問題,便于化學機械拋光過程中磨料與基體充分接觸。
本發(fā)明提供的拋光劑,以重量份計,包括1~20份的氧化劑,優(yōu)選為6~15份,進一步優(yōu)選為10~12份。在本發(fā)明中,所述氧化劑優(yōu)選包括H2O2和/或三氯化鐵。在本發(fā)明中,所述H2O2優(yōu)選以雙氧水的形式加入,所述雙氧水的質(zhì)量分數(shù)優(yōu)選為30~50%,進一步優(yōu)選為35~40%。本發(fā)明對所述雙氧水的來源沒有特殊限制,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的市售商品或采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備方法自行制備均可;本發(fā)明對所述三氯化鐵的來源沒有特殊要求,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的三氯化鐵即可。
本發(fā)明提供的拋光劑,以重量份計,包括2~10份的表面活性劑,優(yōu)選為3~8份,本發(fā)明實施例中,具體為2.4份、4份、5份或7份。在本發(fā)明中,所述表面活性劑優(yōu)選為十六烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚和OP-10乳化劑中的一種或多種。在本發(fā)明的實施例中,具體為十六烷基硫酸鈉和壬基酚聚氧乙烯醚、十六烷基硫酸鈉和OP-10乳化劑、壬基酚聚氧乙烯醚和OP-10乳化劑或十六烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚和OP-10乳化劑。本發(fā)明對所述十六烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚和OP-10乳化劑的來源沒有特殊要求,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的即可。在本發(fā)明中,所述表面活性劑提高表面的親水性,使表面更容易吸附化學反應劑而產(chǎn)生化學反應,進而有助于結(jié)合機械作用,實現(xiàn)拋光過程中,材料去除率的提高和表面粗糙度的降低。
本發(fā)明提供的拋光劑,以重量份計,包括0.5~5份的潤滑劑碳納米粉,優(yōu)選為1.0~4.5份,本發(fā)明實施例中,具體為2.0份、2.5份、3份或3.5份。在本發(fā)明中,所述潤滑劑優(yōu)選包括氧化聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸、石蠟、PE蠟和碳納米粉中的一種或多種。本發(fā)明對所述氧化聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸、石蠟、PE蠟和碳納米粉的來源沒有特殊要求,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的即可。當采用碳納米粉作為潤滑劑時,所述碳納米粉的粒徑優(yōu)選為1~5nm,進一步優(yōu)選為2~4nm。本發(fā)明對所述碳納米粉的來源沒有特殊要求,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的市售商品或采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備方法自行制備均可。在本發(fā)明中,所述碳納米粉的使用,得益于納米碳粉顆粒自身的球形結(jié)構(gòu),有助于減少相互運動物體之間的摩擦系數(shù),減少摩擦,進而降低化學機械拋光過程中對基體的磨損,減少不均勻凹陷的形成,進而提高基體表面的平整度。
本發(fā)明提供的拋光劑,以重量份計,包括5~20份的pH值調(diào)節(jié)劑,優(yōu)選為10~15份,進一步優(yōu)選為12~13份。在本發(fā)明中,所述pH值調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為酸度調(diào)節(jié)劑,更優(yōu)選包括乙酸、草酸和檸檬酸中的一種或多種。本發(fā)明對所述乙酸、草酸和檸檬酸的來源沒有特殊要求,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的乙酸、草酸和檸檬酸即可。采用本發(fā)明所提供的pH值調(diào)節(jié)劑,為化學反應及提供穩(wěn)定的反應環(huán)境,確保雙氧水的穩(wěn)定性,避免雙氧水的分解和揮發(fā),充分發(fā)揮雙氧水的作用,使得拋光劑在使用過程中,能夠有效調(diào)控拋光液的pH值調(diào)整為2,便于304化學機械拋光過程中的穩(wěn)定進行。
本發(fā)明提供的拋光劑,以重量份計,包括1~5份的pH值穩(wěn)定劑,優(yōu)選為2~4份。在本發(fā)明的實施例中,具體為1.5份、2.5份、3.5份或4.5份。在本發(fā)明中,所述pH值穩(wěn)定劑的pH值為2。在本發(fā)明中,所述pH值穩(wěn)定劑優(yōu)選包括磷酸氫二鈉和磷酸的水溶液;在本發(fā)明中,所述pH值調(diào)節(jié)劑中磷酸氫二鈉和磷酸的質(zhì)量比優(yōu)選為49.8:71.63。在本發(fā)明中,所述pH值穩(wěn)定劑的制備方法優(yōu)選包括:將磷酸溶液和磷酸氫二鈉溶液混合,得到pH值穩(wěn)定劑。在本發(fā)明中,所述磷酸溶液和磷酸氫二鈉溶液的體積比優(yōu)選為72.5ml:27.5ml;在本發(fā)明中,所述磷酸溶液優(yōu)選由磷酸原液稀釋得到,在實施例中可具體采用去離子水將16.6ml磷酸原液稀釋至1000ml得到;在本發(fā)明中,所述磷酸原液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為85~99.9%。在本發(fā)明中,所述磷酸氫二鈉溶液優(yōu)選通過71.36g磷酸氫二鈉與1000ml去離子水混合得到。本發(fā)明對所述溶液的配制方式?jīng)]有特殊要求,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的溶液配制方式即可。在本發(fā)明中,所述pH值調(diào)節(jié)劑的配制步驟具體為:(1)將16.6mL磷酸原液與水混合得到1000mL的磷酸稀釋液;(2)將71.63g磷酸氫二鈉與水混合,得到1000mL的磷酸氫二鈉水溶液;(2)將27.5ml磷酸稀釋液與72.5ml磷酸氫二鈉水溶液混合,得到pH值穩(wěn)定劑。
本發(fā)明對所述磷酸氫二鈉和磷酸的來源沒有特殊要求,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的即可。本發(fā)明采用所述的pH值穩(wěn)定劑,能夠確保所述拋光液在使用過程中,使拋光體系的pH值的穩(wěn)定,便于化學機械拋光過程穩(wěn)定順利進行,避免化學機械拋光過程中材料去除率及表面粗糙度的不穩(wěn)定,進而提高拋光后表面的平整度。
本發(fā)明提供了包括上述技術(shù)方案所述的拋光劑的拋光液,所述拋光液包括所述拋光劑和水,所述拋光液中拋光劑的質(zhì)量分數(shù)為11.5%~85%。
在本發(fā)明中,所述拋光液的質(zhì)量分數(shù)為11.5%~85%,優(yōu)選為15%~75%,更優(yōu)選為30%~55%,最優(yōu)選為55%。在本發(fā)明中,所述溶劑水優(yōu)選為去離子水。
本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述的拋光液的制備方法,包括以下步驟:
(1)將所述磨料、磨料分散劑、氧化劑、表面活性劑、碳納米粉、pH值調(diào)節(jié)劑和水混合,得到混合料液;
(2)將所述混合料液與pH值穩(wěn)定劑混合,得到拋光液。
本發(fā)明將磨料、磨料分散劑、氧化劑、表面活性劑、碳納米粉、pH調(diào)節(jié)劑和水混合,得到混合物料。
本發(fā)明優(yōu)選將所述水和磨料分散劑混合,得到磨料分散劑溶液;向所述磨料分散劑溶液中依次加入所述氧化劑、表面活性劑、碳納米粉和pH值調(diào)節(jié)劑,得到混合物料。在本發(fā)明中,所述溶劑水優(yōu)選為去離子水。
在本發(fā)明中,所述磨料分散劑溶液優(yōu)選在超聲攪拌條件下制備得到;在本發(fā)明中,所述超聲攪拌的頻率優(yōu)選為15~30kHz,進一步優(yōu)選為20~25kHz;所述超聲攪拌的時間優(yōu)選為15~30min,進一步優(yōu)選為20~25min。
得到磨料分散劑溶液后,本發(fā)明優(yōu)選在所述磨料分散劑溶液中依次加入所述氧化劑、表面活性劑、碳納米粉和pH值調(diào)節(jié)劑,得到混合物料。在本發(fā)明中,所述氧化劑、表面活性劑、碳納米粉和pH值調(diào)節(jié)劑分別依次加入后,優(yōu)選分別進行超聲攪拌。在本發(fā)明中,所述氧化劑、表面活性劑、潤滑劑和pH值調(diào)節(jié)劑分別加入后的超聲攪拌的頻率獨立地為35~50kHz,進一步優(yōu)選為40~45kHz,更優(yōu)選為42~43kHz。本發(fā)明對所述不同階段超聲攪拌的時間沒有特殊要求,以能實現(xiàn)不同階段加入物質(zhì)間的均勻混合為準。本發(fā)明對所述超聲攪拌的方式?jīng)]有特殊要求,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的超聲攪拌即可。本發(fā)明通過采用將不同原料分別加入的方式實現(xiàn)物料的混合,能夠確保所有物料均能充分混合,便于不同物料間的充分接觸,更有利于磨粒的分散、及表面活性劑、氧化劑的效能的發(fā)揮。
得到混合料液后,本發(fā)明將所述混合料液與pH值穩(wěn)定劑混合,得到拋光液。在本發(fā)明中,所述pH值穩(wěn)定劑優(yōu)選包括磷酸氫二鈉和磷酸的水溶液,所述磷酸氫二鈉和磷酸的質(zhì)量比優(yōu)選為49.8:71.63。
在本發(fā)明中,所述pH值穩(wěn)定劑的制備方法優(yōu)選包括:將磷酸溶液和磷酸氫二鈉溶液混合,得到pH值穩(wěn)定劑。在本發(fā)明中,所述磷酸溶液和磷酸氫二鈉溶液的體積比優(yōu)選為72.5ml:27.5ml;在本發(fā)明中,所述磷酸溶液優(yōu)選由磷酸原液稀釋得到,在實施例中可具體采用去離子水將16.6ml磷酸原液稀釋至1000ml得到;在本發(fā)明中,所述磷酸原液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為85~99.9%。在本發(fā)明中,所述磷酸氫二鈉溶液優(yōu)選通過71.36g磷酸氫二鈉與1000ml去離子水混合得到。本發(fā)明對所述溶液的配制方式?jīng)]有特殊要求,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的溶液配制方式即可。在本發(fā)明中,所述pH值調(diào)節(jié)劑的配制步驟具體為:(1)將16.6mL磷酸原液與水混合得到1000mL的磷酸稀釋液;(2)將71.63g磷酸氫二鈉與水混合,得到1000mL的磷酸氫二鈉水溶液;(2)將磷酸稀釋液與磷酸氫二鈉水溶液混合,得到Ph值穩(wěn)定劑,所述按照磷酸稀釋液和磷酸氫二鈉水溶液的體積比優(yōu)選為72.5:27.5。
得到所述pH值穩(wěn)定劑溶液后,本發(fā)明將上述制備方案得到的混合料液與pH值穩(wěn)定劑混合,得到拋光液。在本發(fā)明中,所述pH值穩(wěn)定劑溶液與所述混合料液的體積比優(yōu)選為(5~30):(495~470),進一步優(yōu)選為(20~25):(475~480)。本發(fā)明優(yōu)選將所述pH值穩(wěn)定劑加入到所述混合物料中,實現(xiàn)對拋光液pH值的穩(wěn)定調(diào)節(jié),避免發(fā)生析出和失效,具備良好的穩(wěn)定性,可在常溫下,保質(zhì)18個月以上。
本發(fā)明優(yōu)選將所述拋光液用于304不銹鋼化學機械拋光。本發(fā)明對所述化學機械拋光的具體步驟沒有特殊要求,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的化學機械拋光即可。
本發(fā)明采用Bruker公司生產(chǎn)的ContourGT-K三維光學顯微鏡對經(jīng)化學機械拋光的304不銹鋼的表面粗糙度進行測試,304不銹鋼片表面粗糙度為0.82~26nm,進一步優(yōu)選為2~8.8nm。
本發(fā)明提供了一種304不銹鋼化學機械拋光用拋光拋光劑,包括下述重量份的組分:磨料1~10份,磨料分散劑1~15份,氧化劑1~20份,表面活性劑2~10份,碳納米粉0.5~5份,pH值調(diào)節(jié)劑5~20份和pH值穩(wěn)定劑1~5份;所述pH值穩(wěn)定劑的pH值為2。采用包括本發(fā)明提供的拋光劑的拋光液對304不銹鋼進行化學機械拋光,拋光過程中各組分穩(wěn)定存在,為304不銹鋼化學機械拋光過程中提供穩(wěn)定的拋光環(huán)境,有助于化學機械拋光持續(xù)穩(wěn)定進行,充分發(fā)揮化學機械拋光的優(yōu)勢,進而得到拋光效果良好的304不銹鋼,滿足柔性襯底的要求。本發(fā)明的實施例結(jié)果表明,采用本發(fā)明提供的拋光液對304不銹鋼進行化學機械拋光,得到表面粗糙度為0.82~26nm的304不銹鋼片。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的304不銹鋼化學機械拋光用拋光劑和拋光液及其制備方法進行詳細的說明,但是不能把它們理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。
實施例1
pH值穩(wěn)定劑的制備:取磷酸16.6ml,放入1號燒杯,加去離子水至1000ml,搖勻待用;取磷酸氫二鈉71.63g,放入2號燒杯,加去離子水使溶解成1000ml;分別從1號燒杯和2號燒杯各取液體72.5ml與27.5ml倒入3號燒杯混合,搖勻,此為配制好的pH值穩(wěn)定劑(pH=2.0),備用。
以制備500ml化學機械拋光液為例,用磨料分散劑丙三醇與去離子水配制成300ml的去離子水混合溶液,其中丙三醇的重量百分比為6%,備用;取平均粒徑為20nm的硅溶膠50ml加入到丙三醇與去離子水配成的混合溶液中,并超聲攪拌均勻,加入20g的三氯化鐵、12g的壬基酚聚氧乙烯醚,而后加入2.5g的1~5nm潤滑劑,攪拌均勻。再加入質(zhì)量濃度為30%的雙氧水20ml,攪拌均勻,最后加入30g草酸作為pH值調(diào)節(jié)劑,調(diào)節(jié)其pH值為2,加入制備得到的pH值穩(wěn)定劑25ml,然后加入適量去離子水至500ml;得到304不銹鋼化學機械拋光用拋光液,為精拋光液。
用上述配好的拋光液,在ZYP300拋光機上拋光2英寸的304不銹鋼片,拋光前,304不銹鋼片表面粗糙度在10nm左右。將拋光壓力設(shè)定為2psi,拋光盤轉(zhuǎn)速為60r/min,工件轉(zhuǎn)速為65r/min,拋光液流量為15ml/min,拋光時間為30min,拋光速率達到232.4nm/min,拋光速率計材料的去除率。304不銹鋼片經(jīng)拋光后表面無劃痕,用Bruker公司生產(chǎn)的ContourGT-K三維光學顯微鏡檢測,拋光后304不銹鋼片的表面粗糙度Ra為0.82nm。
實施例2
pH值穩(wěn)定劑的制備與實施例1中一致。
以制備500ml化學機械拋光液為例,用磨料分散劑六偏磷酸鈉與去離子水配制成300ml的去離子水混合溶液,其中六偏磷酸鈉的重量百分比為6%,備用;加入30g的3.5微米粒徑的白剛玉微粉,攪拌均勻,加入30g的三氯化鐵、15g的壬基酚聚氧乙烯醚,而后加入5g的1~5nm潤滑劑,攪拌均勻。加入30g乙酸作為pH值調(diào)節(jié)劑,調(diào)節(jié)其pH值為2,再加入制備得到的pH值穩(wěn)定劑20ml,然后加入適量去離子水至500ml;得到304不銹鋼化學機械拋光用拋光液,此為精拋光液。
用上述配好的拋光液,在ZYP300拋光機上拋光2英寸的304不銹鋼片,304不銹鋼片拋光前,表面粗糙度在25nm左右,設(shè)置拋光壓力為2psi,拋光盤轉(zhuǎn)速為60r/min,工件轉(zhuǎn)速為65r/min,拋光液流量為15ml/min,拋光時間為30min,拋光后表面少量劃痕,拋光速率達到580.3nm/min,拋光速率即材料去除率,用Bruker公司生產(chǎn)的ContourGT-K三維光學顯微鏡檢測,拋光后304不銹鋼片的表面粗糙度Ra為0.82nm。
實施例3
按照實施例1的方案配制pH值穩(wěn)定劑。
以制備490ml化學機械拋光液為例,用磨料分散劑丙三醇及六偏磷酸鈉與去離子水配制成300ml的去離子水混合溶液,其中丙三醇的重量百分比為6%、六偏磷酸鈉的重量百分比為3%,備用;加入30g的0.5微米粒徑的白剛玉微粉,攪拌均勻,加入50g的三氯化鐵、20g的十六烷基硫酸鈉,而后加入2.5g的1~5nm潤滑劑,攪拌均勻。加入40g乙酸作為pH值調(diào)節(jié)劑,調(diào)節(jié)其pH值為2,隨后加入25ml的pH值穩(wěn)定劑,然后加入適量去離子水至490ml;得到拋光液,此為半精拋光液。
用上述配好的拋光液,在ZYP300拋光機上拋光2英寸的304不銹鋼片,拋光前,表面粗糙度在25nm左右。設(shè)置拋光壓力為2psi,拋光盤轉(zhuǎn)速為60r/min,工件轉(zhuǎn)速為65r/min,拋光液流量為15ml/min,拋光時間為30min,拋光后表面少量劃痕,拋光速率達到560.5nm/min,拋光速率即材料去除率,用Bruker公司生產(chǎn)的ContourGT-K三維光學顯微鏡檢測,拋光后304不銹鋼片的表面粗糙度Ra為3nm。
實施例4
按照實施例1的方案配制pH值穩(wěn)定劑。
以制備500ml化學機械拋光液為例,用磨料分散劑丙三醇與去離子水配制成250ml的去離子水混合溶液,其中丙三醇的重量百分比為4%,備用;加入20g的14微米粒徑的白剛玉微粉,攪拌均勻,加入20g的十六烷基硫酸鈉、30g的OP-10乳化劑,而后加入3.5g的1~5nm潤滑劑,攪拌均勻,加入30%的雙氧水100ml,加入草酸調(diào)節(jié)pH值到2.5,再加入檸檬酸調(diào)節(jié)pH值到2,最后加入5ml的pH值穩(wěn)定劑,然后加入適量去離子水至500ml;此為半精拋光液,此為半精拋光液。
用上述配好的拋光液,在ZYP300拋光機上拋光2英寸的304不銹鋼片,拋光前,表面粗糙度在25nm左右。拋光壓力為2psi,拋光盤轉(zhuǎn)速為60r/min,工件轉(zhuǎn)速為65r/min,拋光液流量為15ml/min,拋光時間為30min,拋光后表面少量劃痕,拋光速率達到401.2nm/min,拋光速率即材料去除率,用Bruker公司生產(chǎn)的ContourGT-K三維光學顯微鏡檢測,拋光后304不銹鋼片的表面粗糙度Ra為8.8nm。
實施例5
按照實施例1的方案配制pH值穩(wěn)定劑。
以制備490ml化學機械拋光液為例,用磨料分散劑丙三醇與去離子水配制成250ml的去離子水混合溶液,其中丙三醇的重量百分比為3%,備用,隨后在丙三醇溶液中加入30g的28微米粒徑的白剛玉微粉,攪拌均勻后加入30g三氯化鐵,混合均勻,隨后加入30g的十六烷基硫酸鈉和10g的OP-10乳化劑在超聲攪拌的條件下混合均勻后加入2.5g的1~5nm潤滑劑,加入30g草酸調(diào)節(jié)pH值到2,最終加入10ml的pH值穩(wěn)定劑,然后加入適量去離子水至490ml;得到拋光液,此為粗拋光液。
用上述配好的拋光液,在ZYP300拋光機上拋光2英寸的304不銹鋼片,拋光前,表面粗糙度在25nm左右。拋光壓力為2psi,拋光盤轉(zhuǎn)速為60r/min,工件轉(zhuǎn)速為65r/min,拋光液流量為15ml/min,拋光時間為30min,拋光后表面少量劃痕,拋光速率達到698.6nm/min,拋光速率即材料去除率,用Bruker公司生產(chǎn)的ContourGT-K三維光學顯微鏡檢測,拋光后304不銹鋼片的表面粗糙度Ra為26nm。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應當指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。