碳化硼是非氧化物陶瓷中非常重要的一個品種,其最大的特色就是硬度極高,位于最硬材料的行列內,僅次于金剛石和(he)立方氮化硼。除此之外,碳化硼還(huan)具有熔點(dian)高、彈(dan)性模量(liang)高、密度小、熱(re)穩定性好(hao)、熱(re)中子吸收橫截面(mian)高等優(you)點(dian)。
藍寶石加工工藝
在工業加工中,藍寶石表面從原料粗糙到鏡面光滑,需要經歷三道加工工藝:粗磨、精磨和拋光。在(zai)粗磨工(gong)段中,藍寶(bao)(bao)石(shi)原料片(pian)表(biao)(biao)(biao)面(mian)的(de)劃痕數量會減(jian)少,深(shen)度(du)減(jian)小。在(zai)第二道工(gong)藝(精(jing)磨)中,藍寶(bao)(bao)石(shi)的(de)總厚度(du)偏差(TTV)和表(biao)(biao)(biao)面(mian)粗糙度(du)(Ra)會進一步減(jian)小。藍寶(bao)(bao)石(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)開始出現(xian)透(tou)光現(xian)象。在(zai)第三道工(gong)藝(拋光)中,藍寶(bao)(bao)石(shi)的(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)粗糙度(du)(Ra)會減(jian)小至0.5nm,此時藍寶(bao)(bao)石(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)平滑,面(mian)板透(tou)亮。
在每一道加工(gong)工(gong)藝(yi)后,藍寶石晶(jing)片的總厚度(du)(du)偏差和表面粗糙度(du)(du)都(dou)會逐漸減小。但作為粗磨工(gong)段(duan)的第一道工(gong)序卻尤其重(zhong)要,晶(jing)片在此階段(duan)最(zui)容易產生不可修(xiu)復的深度(du)(du)劃傷。
藍寶石的硬度大,一般的磨料對(dui)藍寶石沒有(you)切削力(li)。從磨料硬度(du)角度(du)考慮,金剛石磨料最合適。但由于用金剛石磨料拋光的表面會(hui)被(bei)物理刮掉,因此(ci)會(hui)在表面留下劃(hua)痕和其(qi)他應力(li)。
目前生產藍(lan)(lan)(lan)寶(bao)(bao)石(shi)襯(chen)底片(pian)時(shi)產生裂痕和(he)崩邊(bian)現象的比例比較高,占(zhan)總(zong)數的5%~8%,并且加(jia)工后的藍(lan)(lan)(lan)寶(bao)(bao)石(shi)片(pian)表面劃痕較重,有20%左(zuo)右的寶(bao)(bao)石(shi)片(pian)表面有粗深劃痕,需重新(xin)研磨拋光,這樣(yang)就大大提高了藍(lan)(lan)(lan)寶(bao)(bao)石(shi)襯(chen)底片(pian)加(jia)工的成本(ben)。因此,如何(he)在提高藍(lan)(lan)(lan)寶(bao)(bao)石(shi)表面光潔度和(he)全局平坦化質量的同(tong)時(shi)并保證一定的藍(lan)(lan)(lan)寶(bao)(bao)石(shi)的拋光速率,是(shi)藍(lan)(lan)(lan)寶(bao)(bao)石(shi)加(jia)工處理中的一大難題。
碳化硼磨料具有硬度略低(莫氏硬度9.3)、價格便宜、磨削能力稍弱,且研(yan)(yan)磨后晶體(ti)表面(mian)(mian)劃傷的(de)概率較小(xiao)的(de)特(te)點。因此,采用(yong)碳化(hua)硼(peng)磨料進行藍寶石(shi)晶體(ti)研(yan)(yan)磨有(you)利(li)于獲得較小(xiao)的(de)亞表面(mian)(mian)損傷。碳化(hua)硼(peng)除(chu)了在(zai)藍寶石(shi)粗(cu)磨中(zhong)優勢明顯(xian),其與其他研(yan)(yan)磨粒(li)子的(de)復(fu)合粒(li)子在(zai)提升提高藍寶石(shi)化(hua)學機械拋光表面(mian)(mian)質量和加工(gong)效率也非常(chang)值得探(tan)索(suo)應用(yong)。