CeO_2/ZrO_2硅溶胶复合磨料的制备及其对蓝宝石抛光性能的影响

以硅溶胶为原料,通过化学沉淀法对硅溶胶进行铈锆改性,制备出抛光用单分散的CeO_2/ZrO_2硅溶胶复合磨料。考察了不同铈锆掺杂量的CeO_2/ZrO_2硅溶胶复合磨料对蓝宝石晶片抛光性能的影响,研究了CeO_2/ZrO_2硅溶胶复合磨料对蓝宝石晶片的抛光机理。通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)-能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)对样品的组成、形貌等进行表征。以所制备的复合磨料对蓝宝石晶片进行抛光,利用原子力显微镜(AFM)检测抛光后的蓝宝石晶片表面粗糙度。结果表明:CeO_2/ZrO_2硅溶胶复合磨料中最佳的铈锆掺杂量为:铈掺杂量为1.5wt%,锆掺杂量为1.0wt%,材料去除速率可以达到36.1 nm/min,表面粗糙度可以达到0.512 nm,而相同条件下纯硅溶胶抛光后的蓝宝石表面粗糙度为1.59 nm,材料去除速率为18.4nm/min,该复合磨料表现出较好的抛光性能。