半导体作为电子行业发展的基石,应用领域包括消费电子、通信、交通载具、机器人、医疗检测设备、光伏发电等场景。作为一种精密超精密加工方式,固结磨料研磨抛光技术被广泛应用在半导体的减薄和抛光工序上。固结磨料研磨工具作为研磨抛光技术的重要消耗品,由于技术进步的需要,正在被不断要求具备更好的加工性能。因此研究固结磨料研磨工具的设计制备对实现半导体材料的高质量、高效加工具有重要理论意义和现实价值。近些年来,氯氧镁结合剂磨具因具有优良的物理化学性能以及制备工艺简单、绿色无污染等其他结合剂所不具备的优点,而受到了广泛的关注。但现有氯氧镁结合剂磨具的综合性能较差,磨具结构较简单,难以应用于硬脆材料的研磨加工。因此,本文从氯氧镁结合剂磨具配方优化入手,开展了磨具原料的选取和不同配方磨具的性能检测,确定了最终的优化配方,提出叶序沟槽的磨盘结构设计方法,并采用流场数值模拟技术对叶序沟槽结构进行优化,采用优化配方制备了氯氧镁固结金刚石叶序槽盘和无结构盘,并应用于蓝宝石的研磨加工,分析讨论了磨盘的加工性能。本文的主要工作内容和结论如下:（1）优化改进氯氧镁结合剂磨具的配方,提升氯氧镁结合剂磨具的综合性能。系统分析了不同结合剂基础配比、磨料浓度、改性剂等对磨具强度、硬度、耐水性、气孔率的影响,获得了综合性能较好的优化配方,具体为轻烧氧化镁34.84 wt%、氯化镁溶液39.9 wt%、磨料24.91 wt%、磷酸0.35 wt%、空心玻璃球0.8 wt%;（2）提出了基于仿生学原理来设计叶序槽盘结构。通过系统分析叶序槽盘的流场流动性能,优化设计叶序沟槽参数,获得了研磨液平均流速和流速均匀性均较好的叶序槽盘结构,其叶序槽结构参数为叶序组合55×21,叶序排布密度10,槽宽1.5 mm;（3）基于磨盘的配方和结构参数,利用浇注固化工艺分别制备了氯氧镁固结金刚石叶序槽盘和无结构盘,并对其进行了修整,完成了磨盘制备;（4）系统研究了叶序槽盘和无结构盘研磨蓝宝石的加工效果,研究结果表明:叶序槽盘和无结构盘均具有较好的加工性能,与无结构盘相比,采用叶序槽盘研磨后的蓝宝石表面质量更好,但是材料去除率要略低。基于叶序槽盘,研磨后的蓝宝石表面Ra和PV分别为46.51 nm和1.336μm,材料去除率为0.373μm/min;（5）比较了叶序槽盘和无结构盘研磨后的磨盘表面特征,发现在相同加工条件下,叶序槽盘的堵塞情况要明显好于无结构盘,说明磨盘开叶序槽后能够更好地进行研屑输送,降低磨盘表面的研屑粘附堵塞。