为解决蓝宝石基片在研磨抛光过程中,表面容易产生划痕、裂纹、亚表面损伤、去除率低等问题,本文基于固相反应的半固着软质磨粒加工技术,研发了一种具有优良抛光性能的半固着磨具,研究其关键制作技术,检测半固着磨具机械性能。最后通过蓝宝石抛光实验测试半固着磨具加工性能。本文主要研究工作包括:研究了基于固相反应的半固着磨具加工机理,分析了蓝宝石晶片发生固相反应的条件及影响因素。根据化学热力学原理,利用HSC Chemistry软件仿真验证SiO2、CeO2磨粒与蓝宝石晶片发生固相反应的可能性。研究了半固着磨具的制作工艺及磨具质量影响因素。根据半固着磨具的技术指标,选择制作磨具的原材料:两种不同的磨粒(SiO2和CeO2),结合剂及造孔剂等。以磨具硬度为目标函数,采用回归法设计磨具配比。对磨具的原材料混和、固定成型、干燥硬化及表面修整等工艺进行分析研究,制作出符合要求的半固着磨具。分析了半固着磨具的制作流程及影响磨具质量的关键因素。检测了两组半固着磨具(SiO2磨具、CeO2磨具)的物理特性,包括硬度、抗压性能、微观组织。用两组半固着磨具对蓝宝石抛光实验,采用试验设计法研究不同磨粒对蓝宝石表面质量及去除率的影响。实验结果,采用SiO2磨粒和不饱和树脂结合剂制作的半固着磨具,在抛光蓝宝石6小时后,材料去除率为1.32μm/h,且表面粗糙度Ra从22nm降至6nm。综上所述,基于固相反应原理所制作的半固着磨具对蓝宝石抛光,具有高效、低损伤的特点。