亚微米曲率半径单颗粒金刚石针尖纳米深度高速划擦方法

摘要

一种亚微米曲率半径单颗粒金刚石针尖纳米深度高速划擦方法，属于脆性晶体超精密加工技术领域。其特征是样品为硅片、蓝宝石、氧化镁、碳化硅晶片，采用天然金刚石为针尖原料，将天然金刚石用高频焊接的方法固定在金属杆体上，磨具开始为金刚石砂轮，最终用铸铁盘，磨具转速为30-60m/s,磨削进给量为200nm-2μm/s。单颗粒金刚石针尖曲率半径为50-950纳米，针尖形状为圆锥、三棱锥和四棱锥。在超精密平面磨床上，纳米深度高速划擦时金刚石针尖的速率为1.7-40.2m/s，利用硅片的平面度和磨床的端面跳动的组合偏差，完成亚微米曲率半径单颗粒金刚石针尖纳米深度高速划擦实验。本发明的效果和益处是实现了脆性晶体亚微米曲率半径单颗粒金刚石针尖纳米深度高速划擦方法。

主权项

一种亚微米曲率半径单颗粒金刚石针尖纳米深度高速划擦方法，采用亚微米曲率半径单颗粒金刚石针尖，实现脆性晶片纳米深度高速划擦方法，其特征是：(1)样品为硅片、蓝宝石、氧化镁、碳化硅晶片；(2)采用天然金刚石为针尖原料，重量为0.1‑0.2克拉，将天然金刚石用高频焊接的方法用镍基、铁基、或钴基合金粉末固定在金属杆体上；(3)采用超精密磨削的方法加工天然金刚石，磨具开始为金刚石砂轮，最终用铸铁盘，磨具转速为30‑60m/s,磨削进给量为200nm‑2μm/s；(4)超精密磨削后的金刚石针尖采用离子束抛光的方法进行修锐；(5)单颗粒金刚石针尖曲率半径为50‑950纳米，针尖形状为圆锥、三棱锥和四棱锥；(6)将加工后的亚微米曲率半径金刚石针尖安装到超精密平面磨床上，利用硅片的平面度和磨床的端面跳动的组合偏差，完成亚微米曲率半径单颗粒金刚石针尖纳米深度高速划擦实验；(7)纳米深度高速划擦时金刚石针尖的速率为1.7‑40.2m/s；(8)纳米深度高速划擦后的表面采用场发射电镜测试划痕形貌和宽度，原位进行聚焦离子束切割测试划痕深度，并原位制备成透射电镜样品，在透射电镜中，进行亚表面晶格变形原子晶格成像。