申請(qǐng)人:華僑大學(xué)
發(fā)明人:陸靜 徐西鵬 李東旭 王亞光 賴孟玲
摘要:本發(fā)明公開(kāi)了一種摻雜二氧化鈦金剛石復(fù)合磨粒及其制備方法和應(yīng)用,該摻雜二氧化鈦金剛石復(fù)合磨粒包括粒徑50nm~10μm的金剛石核心和二氧化鈦殼層,該二氧化鈦殼層通過(guò)恒溫水解反應(yīng)制備且前驅(qū)體為硫酸氧鈦,同時(shí)該二氧化鈦殼層上共摻雜有Fe3+和N,N/Ti摩爾比為1%~13%。本發(fā)明的摻雜二氧化鈦金剛石復(fù)合磨粒可以廣泛應(yīng)用在固結(jié)、半固結(jié)及游離拋光工具的制備,利用該復(fù)合磨粒制備的半固結(jié)柔性拋光工具,不僅能夠明顯提高SiC晶圓的加工效率,而且還能獲得光滑無(wú)損的表面質(zhì)量。
主權(quán)利要求:1.一種摻雜二氧化鈦金剛石復(fù)合磨粒,其特征在于:包括粒徑50nm~10μm的金剛石核心和二氧化鈦殼層,該二氧化鈦殼層通過(guò)恒溫水解反應(yīng)制備且前驅(qū)體為硫酸氧鈦,同時(shí)該二氧化鈦殼層上共摻雜有Fe3+和N,N/Ti摩爾比為1%~13%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種摻雜二氧化鈦金剛石復(fù)合磨粒,其特征在于:所述N/Ti 摩爾比為1%~10%。
3.一種摻雜二氧化鈦金剛石復(fù)合磨粒的制備方法,其特征在于:包括如下步驟: (1)將金剛石磨粒添加到蒸餾水中進(jìn)行剪切和超聲分散,形成均勻穩(wěn)定的懸浮液, 該金剛石磨粒的粒徑為50nm~10μm; (2)將硫酸氧鈦加熱溶解于水中后與Fe3+溶液混合,再加入到已經(jīng)溶解的NH4Cl溶 液中,形成混合溶液,該混合溶液中Fe3+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%~0.7%,N/Ti摩爾比為1%~13%; (3)將步驟(1)制備的懸浮液和步驟(2)制備的混合溶液混合均勻,邊攪拌邊進(jìn) 行恒溫水解反應(yīng),反應(yīng)溫度為40~55℃,反應(yīng)時(shí)間為10~27小時(shí),攪拌速度為50~75rmp; (4)將步驟(3)反應(yīng)后得到的物料進(jìn)行離心分離,并洗滌干燥,得到所述摻雜二氧 化鈦金剛石復(fù)合磨粒。
4.如權(quán)利要求3所述的一種摻雜二氧化鈦金剛石復(fù)合磨粒的制備方法,其特征在于: 所述金剛石磨粒的粒徑為50nm、100nm、250nm、500nm、1μm、3μm、5μm和10μm中 的至少一種。
5.如權(quán)利要求3所述的一種摻雜二氧化鈦金剛石復(fù)合磨粒的制備方法,其特征在于: 所述步驟(2)為:將硫酸氧鈦加熱溶解于水中后與Fe3+溶液混合,再加入到已經(jīng)溶解的 NH4Cl溶液中,形成混合溶液,該混合溶液中Fe3+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%~0.5%,N/Ti摩爾比 為1%~10%。
6.如權(quán)利要求3所述的一種摻雜二氧化鈦金剛石復(fù)合磨粒的制備方法,其特征在于: 所述步驟(3)為:將步驟(1)制備的懸浮液和步驟(2)制備的混合溶液混合均勻,邊 攪拌邊進(jìn)行恒溫水解反應(yīng),反應(yīng)溫度為40~50℃,反應(yīng)時(shí)間為12~24小時(shí),攪拌速度為 60rmp。
7.權(quán)利要求1或2所述的摻雜二氧化鈦金剛石復(fù)合磨粒在固結(jié)、半固結(jié)及游離拋光 工具加工SiC晶圓中的應(yīng)用。