单晶蓝宝石是光电子器件制造领域中的重要衬底材料。随着光电子器件产品性能的不断提高,对单晶蓝宝石衬底的加工精度和表面质量的要求愈来愈高,但由于其属于典型的硬脆材料,超精密加工十分困难。而研磨是蓝宝石抛光前的必要工序,目前,国内外对单晶蓝宝石基片的超精密研磨技术方面的研究报道很少。为此本文对蓝宝石的延性研磨做了相关的研究。论文的主要工作和研究成果如下:1.为了减少机器震动对加工的影响,使用ANSYS识别出研磨机底盘的固有频率,借助LMS模态测试软件识别出主轴和工作台面的固有频率,并在小波基础上对信号进行了相应的分析。最后确定单晶蓝宝石磨粒卡紧的最佳转速为10rpm。2.运用磨粒嵌入技术,使金刚石磨粒站立在研磨盘上,使用Keyence设备表征锡盘表面,检测卡紧技术是否成功,接着进行单面蓝宝石研磨试验,进一步验证卡紧工艺,试验后使用白光干涉仪(Veeco)和SEM技术表征表面,最后测试表明确实能实现延性研磨,而且Ra达到10nm,Rt达到100 nm左右,完全满足后续抛光的要求,并且获得了最佳延性研磨的载荷为21KPa。单晶蓝宝石的研磨加工跟晶体组织的方向有关,设计实验讨论了在不同浓度和不同载荷下,晶体的各向异性对蓝宝石研磨去除率和粗糙度的影响。研究单晶蓝宝石R(0112),C(0001),A(11 2 0),M(1010)面的研磨效果最后得出如下结论:表面粗糙度跟晶体的断裂韧性有关,韧性高的表面如C面在研磨加工中可以获得较好的表面质量。弹性模量和韧性值都较低的表面较难获得高的去除率。3.采用纳米压痕技术,获得了硬度压深曲线,得到下述结论:当切深小于200nm时,R和C面的损伤层深度相同,大约为100nm,当切深大于200nm时,C面的损伤层的深度大约为200～300nm,R面的损伤层的深度大约为100nm。接着使用HRTEM技术得出下述结论:研磨后表层的组织发生了变化,随着深度的增加单晶程度越来越好,研磨表层的损伤分布不均。研磨后基面发生了滑移现象,R面的损伤深度大约为3～4μm,C面的损伤深度大约为2～3μm,跟C面相比研磨后R面的损伤层的均匀性较好。