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金刚石是自然界已知材料中硬度最大、摩擦系数最小的材料。其集多种优异的力学、光学、热学和电学等性能于一身,作为新一代信息技术中重点研发的第三代半导体材料,具有广泛的应用前景和巨大的市场潜力。随着我国人造金刚石产业的快速发展,人造金刚石刀具开始被广为应用,但受生长机制所限,制备后的金刚石晶体粗大,表面粗糙度较差,无法直接作为金刚石刀具,再加上金刚石的高硬度和良好的化学稳定性给超光滑、高精度和低损伤的平面加工带来了巨大的挑战。为此,本课题以化学机械抛光金刚石为基础,与光催化氧化技术相结合,提出全新的金刚石抛光方法。旨在建立高效平坦金刚石刀具的加工方法,及解决目前化学机械抛光中存在的抛光液易挥发、腐蚀设备、污染环境等问题。光催化辅助氧化刃磨金刚石刀具抛光液的主要研究工作如下:(1)通过光催化氧化机理分析提出光催化辅助刃磨金刚石方法,搭建光催化辅助抛光试验平台,试验选择Merc-1000型汞灯作为输出光源,氧化还原电位仪作为抛光液表征设备。采用金相显微镜、原子力显微镜等作为材料检测设备。(2)针对不同光催化剂、氧化剂、磨料、pH调节剂的选择,建立三种抛光液表征方法。经氧化还原电位与电导率表征试验得出:5nmTiO2溶液氧化性最好,P25型TiO2最为稳定,H2O2投加量为23ml、pH值为3时抛光液光催化活性最好。通过光催化降解甲基橙1h后完全脱色,验证了抛光液氧化性。为验证抛光可行性,建立硅片抛光材料表征试验,由7种抛光液对比抛光后得出,最佳抛光液为TiO2(P25)+H2O2+紫外光+SiO2+H+,材料去除率为(5.9mg/h),抛光后表面形貌最好。(3)建立多种金刚石刀具抛光液验证试验。在金刚石膜光催化抛光中,获得极为光滑金刚石台阶面,整体表面粗糙度从Rz387.6μm下降到Rz47.131μm。通过不同催化剂抛光液对CVD金刚石抛光,得出P25型抛光效果最好,最终表面粗糙度Ra0.399nm。在高温高压金刚石抛光中获得了0.012mg/h的材料去除率。通过Matlab建立抛光轨迹仿真,合理的抛光盘转速为60r/min,载样盘31r/min。结合以上优化工艺,研磨抛光出优质的金刚石刀具后刀面与刀刃。通过XPS能谱分析得出,在紫外光照射条件下TiO2表面生成具有很强氧化性空穴,空穴在酸性环境中能够将水分解成具有强氧化性的羟基自由基,羟基自由基与金刚石反应生成氧化物。