近年来,随着生产和科技的发展,硬脆晶体特别是半导体材料,在电子、光学、仪器仪表等诸多领域应用越来越广。目前,应用于硬脆晶体的超精密加工方法主要是化学机械抛光。传统的游离磨料CMP存在一定的不足,如抛光中存在的工件变形大、抛光效率低等问题。本文针对这些不足,创新性地提出采用磨料均布冰粒型固结磨具实现超薄硬脆晶体的高品质加工,开展了冰粒型固结磨料抛光垫的设计和研抛效果验证方面的研究,为硬脆晶体精密超精密加工提供新型抛光工具。本文主要完成的工作和取得的成果如下:1.研究了水相体系中微、纳米α-Al2O3粉体的分散工艺采用机械分散与化学分散剂分散相结合的方法,研究了球磨时间、超声时间、分散剂种类、分散剂浓度和pH值对分散体系中特征参数的影响。探讨了配制稳定的微、纳米α-Al2O3抛光液的最佳工艺条件,为制备性能良好的抛光垫奠定了一定的基础。2.研究了冰粒的成型机理通过分析冰粒的基本物理属性和力学性能,结合经典成核理论,从均质成核和异质成核两个方面对成核过程进行了分析和计算,探讨了冰粒的成型机理,为制备冰粒型固结磨料抛光垫所需的冰粒提供了理论依据。3.制备了冰粒型固结磨料抛光垫并验证其抛光性能通过分析抛光液冻结过程中的热传递,设计出冰粒快速制备系统,最终制备出冰粒型固结磨料抛光垫,并与相同抛光液制备的冰冻固结磨料抛光垫在同等条件下对锗片进行研磨抛光,开展了冰粒型固结磨料抛光垫的抛光性能实验验证,实验证明该冰粒型固结磨料抛光垫可以有效地提高抛光效率和降低表面粗糙度。