何 艳，苑泽伟，王 坤，李树荣

(1. 沈阳工业大学 机械工程学院，沈阳 110870；2.一汽大众汽车有限公司，长春 130013)

0 引言

单晶蓝宝石材料具有优异的光学、物理和化学性能，在高科技特别是光电子、通讯、国防等领域具有较为诱人的应用前景。作为最硬的氧化物晶体，蓝宝石具有高的强度、高的抗震性、高的透光性、优良的耐磨性、极好的介电特性、高的热导率及耐化学腐蚀性[1-2]。近年来随着发光二极管(LED)及智能手机屏幕产业的迅猛发展更是加大了市场对蓝宝石晶体的需求，蓝宝石将逐步成为下一代手机面板的首选材料，目前已在iPhone手机上试产[3-5]。由于蓝宝石硬度仅次于金刚石，因此采用机械研磨抛光方法对蓝宝石进行加工，加工效率低，且易造成表面/亚表面损伤[6]。

上述应用领域对蓝宝石晶体的加工精度和表面完整性要求越来越高，必须借助于成熟的材料加工及处理方法来获得超光滑的平坦加工表面。目前，化学机械抛光(CMP)已经成为公认的加工蓝宝石的平坦化技术，且成本低、操作简单[7-9]。熊伟等[10]研究发现使用1%粒径为80 nm SiO2的抛光液化学机械抛光蓝宝石晶片的效果最好，材料去除率为36.5 nm/min，表面粗糙度值Ra为1.2 nm。Zhang等[11]采用两步法对蓝宝石晶片进行化学机械抛光，首先采用Al2O3进行粗抛，然后再用SiO2进行精抛，得到的表面粗糙度Ra值为0.68 nm；Zhang等[12]研究了在化学机械抛光蓝宝石过程中，增加转速、压力和摩擦力可以提高材料去除率，摩擦力与压力和转速几乎呈线性关系；王金普等[13]研究了在不同试验条件下，纳米Al2O3磨料的抛光效果最好，材料去除率为18.2 nm/min，表面粗糙度值Ra为22.3 nm。……