常压等离子体抛光方法

摘要

常压等离子体抛光方法，它涉及一种抛光方法。本发明的目的是为解决常规的机械式研抛方法存在的不足及在碳化硅等硬脆性难加工材料的超光滑表面加工中存在的效率低、易产生表层及亚表层损伤、表面清洗困难等问题。本发明的方法主要是，等离子体气体与反应气体的体积比为4∶1～1000∶1；启动射频电源，逐步施加功率，控制反射功率为零，初始有效功率为180～240瓦，常用功率为400～1200瓦，最高功率可加至1500瓦。本发明可在常压下通过等离子体化学反应实现超光滑表面加工，不需要真空室，可降低设备成本并扩大其使用范围。加工效率是传统抛光方法的十倍，并且无表面损伤、无亚表层损伤、无表面污染，抛光工件的表面粗糙度小于1nmRa。

主权项

1.一种常压等离子体抛光方法，常压等离子体抛光方法的装置由密闭工作舱(51)、第一联动系统(52)、等离子体炬(53)、工作台(56)、第二联动系统(57)、射频电源(58)、射频匹配器(59)、第一流量控制器(60)、反应气体瓶(61)、等离子体气体瓶(62)、气体回收处理装置(63)、负压泵(64)、第二流量控制器(65)、进水管(68)和出水管(69)组成，第一联动系统(52)与第二联动系统(57)一起固定在位于密闭工作舱(51)底部内壁上的共同的基座(54)上，等离子体炬(53)安装在第一联动系统(52)上并在第一联动系统(52)上实现直线运动和回转运动，工作台(56)设置在第二联动系统(57)上并在第二联动系统(57)上实现直线运动和回转运动，射频电源(58)与射频匹配器(59)电连接，反应气体瓶(61)由管线与第二流量控制器(65)的入口相连通，第二流量控制器(65)的出口通过管线经由密闭工作舱(51)上的管线接口(66)与等离子体炬(53)相连接，等离子体气体瓶(62)由管线与第一流量控制器(60)的入口相连通，第一流量控制器(60)的出口通过管线经由密闭工作舱(51)上的管线接口(66)与等离子体炬(53)相连接，进水管(68)和出水管(69)分别经由密闭工作舱(51)上的管线接口(66)与等离子体炬(53)相连接，气体回收处理装置(63)的入口与负压泵(64)的出口相连接，负压泵(64)的入口通过管线与密闭工作舱(51)的出气口(67)相连接；其特征在于抛光的步骤为：一、打开冷却水泵，使进水管(68)和出水管(69)通水；二、预热射频电源(58)、第一流量控制器(60)和第二流量控制器(65)，预热时间为5～20分钟；三、打开气体回收处理装置(63)；四、打开反应气体瓶(61)和等离子体气体瓶(62)，等离子体气体为He或Ar，反应气体为CF4、NF3或SF6，等离子体气体与反应气体的体积比为4:1～1000:1，等离子体气体的流量范围为5～25SLM升/分；五、启动射频电源(58)，逐步施加功率，控制反射功率为零，初始有效功率为185瓦，常用功率为400～1200瓦；六、保持等离子体炬(53)等离子体焰的稳定，计算机调控完成加工轨迹运行；七、抛光完成后，关闭射频电源(58)、关闭反应气体瓶(61)和等离子体气体瓶(62)、关闭气体回收处理装置(63)、关闭冷却水泵；八、取出抛光工件。