随着人工智能和云计算等科技的崛起,SiC单晶材料制成的半导体芯片扮演着越来越重要的角色,其主要应用于电子器件、光学器件、航空航天、国防生产等领域。SiC晶体具有高硬度和高脆性两大特征,属于难加工材料,因此如何在保证质量的前提下高效地加工,是该材料目前的主要研究方向。研磨作为重要的脆性材料加工技术,本文采用金刚石研磨膏来进行SiC单晶材料研磨实验,其材料去除机理是以金刚石磨粒作为研磨工具,对晶体表面进行微细切削与划刻。以材料去除率（Material Removal Rate—MRR）作为研究加工效率的突破口,建立新型MRR数学模型,使其理论材料去除率更接近于实际研磨加工的材料去除率,MRR模型包含诸多工艺参数,如研磨压力,研磨盘转速和硬度等。在现有MRR模型基础上,为完善SiC单晶片研磨理论,根据SiC单晶片与磨粒接触情况以及磨粒和研磨盘的接触状态,研究单颗磨粒的加工过程。其加工过程为磨粒受到研磨压力的作用先进行挤压嵌入阶段,然后进行划刻阶段。建立新型的研磨过程中材料去除率MRR模型,采用MATLAB对新模型进行仿真,研究各工艺参数对去除率的影响。在研磨SiC单晶片的过程中,发现当切削深度小于其临界切削深度时,去除状态表现为塑形去除。并且研磨盘的旋转过程会使磨粒产生离心力,导致磨粒受到一定程度的扭矩而进行自旋运动。论文建立了球体与塑性平面接触的三维模型,对比研究球体的两种受力情况:受法向载荷与扭矩同时作用和仅受法向载荷。以此为基础,分析有无扭矩下球形磨粒的嵌入深度,根据嵌入深度差异,获得了自旋运动与扭矩对材料去除率的影响规律。利用ZYP400研磨设备作为实验平台,根据研磨理论和MRR模型进行实验研究,然后将实验结果与现有MRR模型和新型MRR模型进行比较,最后发现挤压嵌入阶段和划刻阶段的新型MRR模型更接近实验结果,优于最初的MRR模型,验证了新模型的可行性和优越性。同时获得了各工艺参数对加工过程中材料去除率的影响机理和对最终表面质量的影响规律。通过研磨理论与实验的研究对SiC单晶片和其他脆性材料研磨的加工效率和表面质量的预测与把控做出了重要依据,具有一定理论和借鉴意义。