本發(fā)明涉及砂輪，更具體地說，涉及一種用于碳化硅襯底精密磨削用的8000目精磨砂輪的制備方法。

背景技術(shù)：

1、碳化硅襯底精密磨削通常涉及高精度加工過程，適用于需要高度平整和精確尺寸控制的應(yīng)用,這種磨削可以用于制造各種精密零件，包括光學(xué)元件、半導(dǎo)體器件基片等。

2、8000目精磨砂輪通常用于要求非常高表面精度和平整度的加工任務(wù)，這種級別的砂輪通常用于精密磨削，例如光學(xué)玻璃、陶瓷、硅片、精密金屬零件等材料的加工，以確保達(dá)到非常細(xì)致的表面質(zhì)量和精確的尺寸控制。

3、使用8000目精磨砂輪可以有效地控制碳化硅襯底的表面質(zhì)量，保證其在半導(dǎo)體加工中的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，它能夠幫助實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的細(xì)致加工，確保器件的性能要求得到滿足。

4、現(xiàn)有的砂輪在碳化硅襯底精密磨削過程中，會面臨以下的一些不便之處，主要包括：

5、磨具磨損問題：碳化硅的硬度極高，使得砂輪的磨損速度較快，尤其是在長時間和高精度的磨削過程中，砂輪可能會因為磨損而導(dǎo)致加工效率下降，甚至需要更頻繁的更換；

6、熱效應(yīng)和變形：在高速和高負(fù)荷磨削時，砂輪產(chǎn)生的摩擦熱可能會引起碳化硅襯底局部溫度的升高，從而導(dǎo)致熱效應(yīng)和可能的材料變形。

7、本發(fā)明采用發(fā)泡處理工藝，添加發(fā)泡劑后，化學(xué)反應(yīng)釋放出氣體，在漿料中形成微小的氣泡，這些氣泡在砂輪固化后會留下微小的孔隙和通道，形成砂輪表面的多孔結(jié)構(gòu)，這些孔隙能夠有效地吸附磨屑和熱量，從而減少磨削過程中的熱量積聚和碎屑堆積，有助于提高砂輪的磨削效率和加工精度；通過凝膠澆筑成型工藝，可以實現(xiàn)復(fù)雜形狀和高精度的砂輪制造，確保產(chǎn)品在各種磨削應(yīng)用中具有穩(wěn)定的性能和持久的耐用性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在于解決上述背景技術(shù)提出的技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于碳化硅襯底精密磨削用的8000目精磨砂輪的制備方法，包括如下步驟：

2、s1：凝膠溶膠法制備結(jié)合劑：準(zhǔn)備凝膠溶膠，這通常涉及將硅酸酯類或其他合成前驅(qū)體溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲?，形成溶膠，添加適量的固化劑或交聯(lián)劑，使溶膠逐漸凝膠化，形成結(jié)合劑的基礎(chǔ)；

3、s2：攪拌：將形成的溶膠進(jìn)行攪拌，確保溶膠均勻混合，并在攪拌過程中可能加入一些其他添加劑，以調(diào)節(jié)砂輪的性能；

4、s3：凝膠：將攪拌后的溶膠充分凝膠化，形成堅固的凝膠體系，這一步通常涉及讓溶膠在合適的溫度和濕度條件下靜置，使其自發(fā)地形成凝膠結(jié)構(gòu)；

5、s4：脫脂燒結(jié)水淬砂磨：將凝膠體系進(jìn)行脫脂處理，以去除其中的有機成分，這一步驟可以通過熱處理或化學(xué)處理來完成，接著對凝膠體系進(jìn)行燒結(jié)，形成初始的砂磨體，最后，使用水淬火的方式對砂磨體進(jìn)行處理，以形成初步的砂磨結(jié)構(gòu)；

6、s5：漿料配合：準(zhǔn)備用于磨料的漿料配合，將細(xì)粉末磨料，如8000目的碳化硅粉末與適量的結(jié)合劑混合，形成砂輪的磨料層；

7、s6：發(fā)泡處理：在漿料配合后的砂輪結(jié)構(gòu)中，進(jìn)行發(fā)泡處理，這一步驟可以通過添加雙氧水或其他適當(dāng)?shù)陌l(fā)泡劑，以在砂輪結(jié)構(gòu)中形成多孔結(jié)構(gòu)，發(fā)泡處理的目的是增加砂輪的表面積和吸附性能，提高其在磨削過程中的效率和精度，整體看類似于發(fā)泡陶瓷，這個的結(jié)構(gòu)有效的讓碎屑與熱量排除，提升加工后的表面質(zhì)量；

8、s7：凝膠澆筑成型的工藝：將經(jīng)過發(fā)泡處理的砂輪漿料倒入特定的模具中，進(jìn)行凝膠澆筑成型，將模具中的漿料進(jìn)行靜置和固化，使其逐漸形成成型的砂輪結(jié)構(gòu)。

9、在一種具體的實施方式中，所述s1中凝膠溶膠法制備結(jié)合劑的成分如下：

10、硅酸酯類或其他合成前驅(qū)體（如甲硅酸乙酯）作為主要結(jié)合劑的前體；

11、適當(dāng)?shù)娜軇ㄈ缂妆?、乙二醇）用于溶解和稀釋前?qū)體；

12、固化劑或交聯(lián)劑（如二甲基乙烯硅氧烷）用于加速溶膠的凝膠化，最終形成結(jié)合劑。

13、在一種具體的實施方式中，所述s2中攪拌過程如下：

14、使用適當(dāng)?shù)臄嚢柙O(shè)備（如攪拌棒或磁力攪拌器）；

15、在結(jié)合劑中添加其他添加劑（如表面活性劑、分散劑），用于調(diào)節(jié)砂輪性能，最終獲得混合物a。

16、在一種具體的實施方式中，所述s3中凝膠過程如下：

17、將混合物a處于恒溫恒濕的環(huán)境，控制凝膠化過程，使其形成溶膠體系。

18、在一種具體的實施方式中，所述恒溫恒濕的環(huán)境方式如下：

19、恒溫環(huán)境可以通過溫控設(shè)備（如恒溫水浴）來實現(xiàn)，確保反應(yīng)中溫度的穩(wěn)定性；

20、恒濕環(huán)境則通過相應(yīng)的濕度控制設(shè)備（如濕度箱或加濕器）來維持。

21、在一種具體的實施方式中，所述控制凝膠化過程可以通過如下方式實現(xiàn)：凝膠化的速率和最終形態(tài)可以通過多種方式控制，包括溶液中溶質(zhì)濃度的調(diào)節(jié)、溫度的變化、ph值的調(diào)整等。

22、在一種具體的實施方式中，所述s4中脫脂燒結(jié)水淬砂磨工藝如下：

23、脫脂處理：

24、目的：去除溶膠體系中的有機成分，使得殘留的材料更加純凈和適合后續(xù)的燒結(jié)過程；

25、方法：可以采用熱處理或化學(xué)處理；

26、熱處理方法：使用有機溶劑作為脫脂劑，將凝膠體系加熱到足夠高的溫度，使有機成分揮發(fā)或分解；

27、化學(xué)處理方法：使用堿性清潔劑或其他化學(xué)劑，通過化學(xué)反應(yīng)來去除有機成分；

28、操作步驟：將凝膠體系置于適當(dāng)?shù)难b置中，加入脫脂劑，進(jìn)行溫度控制和時間控制，確保徹底去除有機成分；

29、燒結(jié)過程：

30、目的：將脫脂后的凝膠體系進(jìn)行高溫處理，使其顆粒結(jié)合，形成初步的砂磨體；

31、方法：使用燒結(jié)爐和相應(yīng)的加熱元件；

32、設(shè)備：燒結(jié)爐通常是用于高溫處理材料的設(shè)備，內(nèi)部可以控制溫度和加熱速率；

33、操作步驟：將經(jīng)過脫脂處理的凝膠體系置于燒結(jié)爐中，根據(jù)材料的特性和工藝要求，升溫至合適的燒結(jié)溫度，持續(xù)一定時間，使顆粒結(jié)合成為砂磨體；

34、水淬火處理：

35、目的：通過迅速冷卻的方式，進(jìn)一步固化和加強砂磨體的結(jié)構(gòu)；

36、方法：使用水淬火設(shè)備；

37、設(shè)備：水淬火設(shè)備通常包括冷卻水池或噴淋系統(tǒng)，用于迅速將燒結(jié)后的砂磨體冷卻；

38、操作步驟：將燒結(jié)后的砂磨體從燒結(jié)爐中取出，立即置入水淬火設(shè)備中，確保整體快速冷卻。

39、在一種具體的實施方式中，所述s5中漿料配合的處理過程如下：

40、將溶膠體系中加入8000目碳化硅粉末以及其他添加劑；

41、其他添加劑如下：

42、硬化劑：用于增強磨料層的硬度和耐磨性，例如氧化鋁、氧化鋯等；

43、抗氧化劑：幫助砂輪磨料在高溫和高壓下保持穩(wěn)定性和長壽命，例如碳化硅、氧化鋁等；

44、其他改性劑：如顆粒增強劑、增塑劑等，用于調(diào)節(jié)磨料層的流動性、加工性能和耐磨性；

45、配料比例：根據(jù)具體要求和磨料層的性能目標(biāo)確定溶膠體系、8000目碳化硅粉末以及其他添加劑的配比；

46、混合方法：采用干混和濕混兩種方法；干混時，先將碳化硅粉末和添加劑混合均勻，然后與凝膠體系進(jìn)行混合；濕混時，則直接將碳化硅粉末與懸浮在液體中的凝膠體系和添加劑進(jìn)行混合，形成磨料漿料b。

47、在一種具體的實施方式中，所述s6中的發(fā)泡處理工藝具體如下：

48、將磨料漿料b中添加雙氧水或類似的化學(xué)物質(zhì)作為發(fā)泡劑；

49、發(fā)泡劑在漿料配合的最后階段添加，以確保在成型和固化過程中氣泡能夠均勻分布在整個砂輪結(jié)構(gòu)中；

50、添加發(fā)泡劑后，化學(xué)反應(yīng)釋放出氣體，在漿料中形成微小的氣泡，這些氣泡在砂輪固化后會留下微小的孔隙和通道，形成砂輪表面的多孔結(jié)構(gòu)，這些孔隙能夠有效地吸附磨屑和熱量，從而減少磨削過程中的熱量積聚和碎屑堆積，有助于提高砂輪的磨削效率和加工精度。

51、在一種具體的實施方式中，所述s7中的凝膠澆筑成型的工藝具體如下：

52、將添加發(fā)泡劑后的砂輪漿料準(zhǔn)備好后，確保其混合均勻并且發(fā)泡劑充分活化；

53、將準(zhǔn)備好的砂輪漿料緩慢而均勻地倒入預(yù)先準(zhǔn)備的模具中，確保漿料填滿模具的所有空隙，同時避免產(chǎn)生氣泡和不均勻的分布；

54、倒入漿料后，模具放置在靜止的環(huán)境中，以便漿料自然靜置和排氣，，以確保漿料中的氣泡能夠逐漸上升并釋放出來；

55、靜置后，砂輪漿料開始固化，可使用適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸瓤刂茥l件來促進(jìn)固化；

56、當(dāng)砂輪漿料完全固化后，小心地拆下模具，以免損壞砂輪的表面和輪緣；

57、拆模后的砂輪可能需要進(jìn)一步的后續(xù)處理，例如修整邊緣、清理表面或進(jìn)行其他表面處理，以確保達(dá)到所需的精度和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；

58、完成砂輪后，進(jìn)行檢驗以確保其尺寸、形狀和質(zhì)量符合要求；

59、檢驗合格的砂輪最終進(jìn)行包裝，以保護(hù)其表面免受損壞，并方便運輸和存儲。

60、有益效果

61、本發(fā)明采用發(fā)泡處理工藝，添加發(fā)泡劑后，化學(xué)反應(yīng)釋放出氣體，在漿料中形成微小的氣泡，這些氣泡在砂輪固化后會留下微小的孔隙和通道，形成砂輪表面的多孔結(jié)構(gòu)，這些孔隙能夠有效地吸附磨屑和熱量，從而減少磨削過程中的熱量積聚和碎屑堆積，有助于提高砂輪的磨削效率和加工精度；通過凝膠澆筑成型工藝，可以實現(xiàn)復(fù)雜形狀和高精度的砂輪制造，確保產(chǎn)品在各種磨削應(yīng)用中具有穩(wěn)定的性能和持久的耐用性。