[发明专利]一种光电催化增强固结磨料抛光单晶碳化硅的方法

权利要求书

1.一种光电催化增强固结磨料抛光单晶碳化硅的方法，其特征在于：首先将金刚石颗粒、压电发光材料和光催化材料烧制成具有压电性、压光性和光催化性的聚合磨料，然后将聚合磨料与高分子基体混合后进行热压成型制成固结磨料抛光垫，最后以含有电解质的双氧水作为抛光液，采用制成的固结磨料抛光垫对单晶碳化硅进行固结磨料加工；

压电发光材料和光催化材料均为半导体材料，压电发光材料在应力作用下发可见光，光催化材料能够吸收所述可见光。

2.根据权利要求1所述的一种光电催化增强固结磨料抛光单晶碳化硅的方法，其特征在于，压电发光材料为镨掺杂铌酸钠、镨掺杂铌酸钠钾、锰铕镝掺杂硅酸镁、四硼酸铝钇或铕镝掺杂氧化铝锶，光催化材料为氮掺杂氧化锌、溴化氧铋或石墨烯氮化碳。

3.根据权利要求2所述的一种光电催化增强固结磨料抛光单晶碳化硅的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)将金刚石颗粒、压电发光材料和光催化材料，经过混料、成型、制粒工序，得到粒度为5～150μm的聚合磨料；

(2)将步骤(1)得到的聚合磨料与高分子基体搅拌混合，经过发泡后倒入模具经过热压成型，得到固结磨料抛光垫；

(3)将步骤(2)得到的固结磨料抛光垫粘贴在抛光机的抛光盘上，配置含有电解质的双氧水抛光液，连通抛光电路，对单晶碳化硅基片进行抛光。

4.根据权利要求3所述的一种光电催化增强固结磨料抛光单晶碳化硅的方法，其特征在于，步骤(1)中金刚石颗粒的粒度为0.5～10μm，其含量为金刚石颗粒、压电发光材料和光催化材料总质量的25～75％；

压电发光材料的粒度为0.1～2μm，光催化材料的粒度为0.1～2μm，压电发光材料和光催化材料的质量比为1:3～3:1。

5.根据权利要求4所述的一种光电催化增强固结磨料抛光单晶碳化硅的方法，其特征在于，步骤(1)中混料工序采用湿法球磨法或干粉混合法。

6.根据权利要求3所述的一种光电催化增强固结磨料抛光单晶碳化硅的方法，其特征在于，步骤(1)中成型工序是指，向混合好的粉末中加入粘合剂，通过热压法制成胚体；

粘合剂为聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇和聚乙烯醇缩醛的一种以上，粘合剂含量为混合好的粉末质量的1～6％。

7.根据权利要求6所述的一种光电催化增强固结磨料抛光单晶碳化硅的方法，其特征在于，步骤(1)中制粒工序是指，将热压法制成的胚体经过干燥、除胶、烧结、破碎、分级得到聚合磨料。

8.根据权利要求3所述的一种光电催化增强固结磨料抛光单晶碳化硅的方法，其特征在于，步骤(2)中高分子基体为环氧树脂、双马来酰胺、热固性聚酰亚胺、氰酸酯、不饱和聚酯、聚乙烯醇缩醛、聚碳酸醋、聚丙烯酸酯、聚乙二醇、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、有机硅树脂、聚氨酯、离子化丙烯酸衍生物树脂和聚丙烯酰胺的一种以上，高分子基体的含量为固结磨料抛光垫总质量的40～70％。

9.根据权利要求3所述的一种光电催化增强固结磨料抛光单晶碳化硅的方法，其特征在于，步骤(2)中热压成型的工艺参数为：温度50～80℃，压力3～6MPa。

10.根据权利要求3所述的一种光电催化增强固结磨料抛光单晶碳化硅的方法，其特征在于，步骤(3)中电解质为乙酸、柠檬酸、草酸、苯甲酸、山犁酸和水杨酸的一种以上，含有电解质的双氧水抛光液中电解质的质量含量为5～30％。

11.根据权利要求3所述的一种光电催化增强固结磨料抛光单晶碳化硅的方法，其特征在于，步骤(3)中抛光的工艺参数为：抛光压力5～25kPa，抛光盘和单晶碳化硅片的转速40～120r/min，抛光液流速20～100ml/min，抛光时间30～120min。

12.根据权利要求1～11任一项所述的一种光电催化增强固结磨料抛光单晶碳化硅的方法，其特征在于，经抛光后，单晶碳化硅的材料去除率MRR为1.2～3.0μm/min，单晶碳化硅表面粗糙度Sa由220～250nm降为2～7nm，加工后的单晶碳化硅亚表面损伤层厚度为1～3μm。