纳米金刚石的用途之精密仪器的超精抛光
发布时间:
2023-06-23
纳米金刚石的用途之精密仪器的超精抛光
我们将纳米金刚石加入到介质当中制成纳米金刚石抛光液,现在主要分为水性抛光液及油性抛光液。
由于纳米金刚石抛光液中纳米金刚石粒子超细超硬,用它可以去除材料表面细小的凹凸不平,抛光后材料表面的粗糙程度可降低到纳米级,从而使得材料表面光洁度极高。目前纳米金刚石抛光液可用于半导体硅片抛光、计算机磁头的抛光、精密陶瓷加工、宝石抛光、光学玻璃抛光加工等领域。 现在由于计算机的发展,人们对计算机存储的容量要求不断提升,这使得我们要去制造容量更大的磁盘。近年来计算机磁盘储存容量也一直在提高,但是随着储存容量的提高,带来的问题是磁盘与磁头间隙越来越小,已趋近于10nm,磁头和磁盘的表面粗糙度、划痕和杂质粒子均会对计算机磁盘造成损害,由于磁盘与磁头的间距已经到了纳米级,微米级的抛光液已经达不到抛光要求,所以只有纳米级的金刚石抛光液可以满足这一方面的需求。我们拿来纳米金刚石抛光液对计算机磁头进行抛光,发现经过抛光后确实大大提高了磁头表面的光洁度,测得此时的表面粗糙程度为0.09~0.40nm,而采用普通抛光液抛光后磁头的表面粗糙程度为0.45~0.80nm,相比之下纳米金刚石抛光液的效果要好得多,从而计算机磁头的质量也得到提升,我们就可以生产出更精密,存储容量更大的计算机磁盘。抛光时值得注意的是,由于计算机等电子产品最忌腐蚀的产生,所以一定要控制好抛光液的酸碱度,研究发现抛光液的PH 值控制在6.5~8 之间较为适宜。由于阴离子Cl-和SO2-的含量会决定抛光液的酸碱度所以在制备用于计算机磁头抛光的抛光液时要控制好Cl-和SO2-的含量,同时注意观察PH 值。
超精抛光存在的问题:
由于纳米粒子有比表面积大的特性,所以在热力学方面不稳定,易发生团聚。团聚后团聚体有大有小,有的有几百纳米,甚至还有微米级的,就会丧失了纳米粒子颗粒较细的优点。这样在进行超精抛光的过程中,如果抛光液中有较大团聚体,就会对材料表面产生损害,之前我们已经知道了计算机磁头磁盘的间距已经发展到纳米级的阶段,如果用有团聚体的纳米金刚石抛光液进行抛光,会对磁盘造成损害。虽然通过近些年不断的改进工艺,使得理论上纳米金刚石抛光液中的纳米金刚石粒子能越来越多的在介质中长期分散,但是通过研究发现介质中的纳米金刚石粒子还是没有能够分散到原有的粒子大小,所以团聚问题还未彻底解决,再者就是这些研究结果是否能进行工业规模化应用生产,大规模生产后是否能保证纳米金刚石抛光液的质量,存放时间会不会过短,会成本如何,这些都需要进一步研究实验来给出答案。
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