蓝宝石材料因化学性质稳定、机械强度高且光电透过性强,已成为制备LED衬底及光学元件、窗口的主要材料。蓝宝石衬底的质量直接影响着外延层的生长品质,蓝宝石窗口器件的表面平整度对光电的透过性有重要影响,因此对蓝宝石表面平整化要求较高。蓝宝石硬度高、脆性大,是典型的难加工材料,使得其从原料到产品的加工过程极其复杂、加工周期长。研磨加工作为蓝宝石平整化加工的关键技术,其工具多以固结磨料磨具为主,因磨具上仅固结单一的软磨料或硬磨料,存在着较难平衡加工效率与加工质量的缺点。因此,兼顾加工效率与加工质量的蓝宝石研磨加工方法成为了研究重点。本文基于软磨料与硬磨料的加工特性,提出了软硬磨料共同加工蓝宝石以实现兼顾加工质量与加工效率的构想,并开展了固结软/硬磨料丸片组合研磨盘研磨蓝宝石的研究。为探索蓝宝石在研磨条件下固相反应的发生与否及其反应效率,开展了蓝宝石的固相反应影响因素探究。引入硬磨料以解决软磨料材料去除速率低的问题,为使引入硬磨料的同时保证加工质量,开展了固结软/硬磨料丸片的匹配探究。依据固结软/硬磨料丸片的匹配条件,进行了研磨盘丸片的排布设计。制备了所设计的固结软/硬磨料丸片组合研磨盘,并开展了蓝宝石的研磨实验探究。本文的主要内容和结论如下:（1）基于划擦试验分析,氧化铈、氧化镁、氧化铬、二氧化硅四种软磨料中二氧化硅更有利于蓝宝石固相反应的进行。当二氧化硅磨料粒度为10μm、浓度为60 wt%、催化剂B2O3添加量为2 wt%、载荷为0.4 MPa、转速为50r/min时,二氧化硅磨料与蓝宝石的固相反应效率较高;（2）基于硬磨料与软磨料粒度及浓度进行了固结软磨料丸片与固结硬磨料丸片的匹配分析。开展了两种固结磨料丸片不同数量比的划擦试验,结果表明两种丸片数比为1:1时划擦效果最优;（3）对软硬磨料以混合分布与组合分布的加工效果进行了对比分析,结果表明:磨料以组合分布研磨加工蓝宝石能够更好地兼顾研磨质量与研磨效率,表面粗糙度Ra值达到7 nm、PV值达到0.4μm。其材料去除速率提升率达到47.2%,约为两种磨料混合分布下材料去除速率提升率的两倍;（4）依据丸片的匹配分析,设计得到了以仿生葵花籽结构排布、丸片直径为10 mm、丸片的密度参数为6.7、两种丸片沿仿生葵花籽螺旋线生长顺序按步差数2进行拆分排布的固结软/硬磨料丸片组合研磨盘。为进行加工性能的对比,同时制备了固结软/硬磨料丸片组合研磨盘与固结软硬磨料混合丸片研磨盘;（5）实验探究了固结软/硬磨料丸片组合研磨盘与固结软硬磨料混合丸片研磨盘对蓝宝石的研磨加工效果。结果表明:固结软/硬磨料丸片组合研磨盘对蓝宝石工件材料去除速率及表面质量均具有提升作用,在载荷为0.4 MPa、工件转速50 r/min、研磨盘转速120 r/min时,其材料去除速率达到了1.5μm/min,较固结软硬磨料混合丸片研磨盘高约70%,加工后的工件表面粗糙度Ra、PV值分别达到了7 nm及1.02μm,工件损伤深度在3μm～7μm之间,有效兼备了加工效率与加工质量。