一種用于鈦的化學(xué)機(jī)械拋光液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種拋光液，具體涉及一種用于鈦的化學(xué)機(jī)械拋光液。
【背景技術(shù)】
[0002] 鈦具有比強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高、生物相容性好等顯著優(yōu)點而被廣泛運用于 醫(yī)藥、航空航天、微電子等高精尖領(lǐng)域。20世紀(jì)50年代以來，關(guān)于鈦合金的研宄呈現(xiàn)井噴 之勢。1954年，美國率先研宄出第一代鈦合金Ti-6A1-4V (簡稱Ti64)，該合金是鈦合金工 業(yè)中的王牌合金，使用量占全部鈦合金的75%?80%。20世紀(jì)50?60年代，鈦合金的耐 高溫和比強(qiáng)度高的性能得到進(jìn)一步重視、提升，開始逐步用于飛機(jī)、航天飛機(jī)的結(jié)構(gòu)器件制 造。20世紀(jì)80年代，耐熱鈦合金的耐熱溫度已經(jīng)從400°C提升到600°C，這使得鈦合金逐步 進(jìn)入航天器的"核心領(lǐng)域" 一一引擎。另一方面，由于鈦合金具有獨特的生物相容性，各類 人造關(guān)節(jié)、義齒等既要考慮強(qiáng)度、重量、又要考慮與人體的相容度醫(yī)療用品，其主流素材也 是欽合金。
[0003] 鈦在微電子領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用同樣潛力巨大。隨著MEMS應(yīng)用的擴(kuò)大化、復(fù)雜化和加工 要求的持續(xù)提升，亟需開發(fā)硅材料之外的其他新型基底材料，金屬鈦具有良好的延展性和 導(dǎo)電性，且斷裂韌度高高低溫特性和耐腐蝕好，并具備生物兼容性。2003年美國MacDonald 等使用RIE、ICP工藝對50. 8mm(2in)金屬鈦片襯底進(jìn)行深刻蝕，制作出垂直性好、高深寬比 的微小齒輪及執(zhí)行器。為保證刻蝕加工精度，鈦片進(jìn)行深刻蝕前必須進(jìn)行表面平坦化，使其 表面粗糙程度達(dá)到納米級別。
[0004] 由此可知，鈦的市場前景十分廣大，而傳統(tǒng)的金屬加工技術(shù)已經(jīng)不適應(yīng)日新月異 的需求。在金屬工藝中，所有金屬件的最后一道加工工藝均是拋光。拋光的目的是在已經(jīng) 成型的金屬件表面施以一定的機(jī)械或化學(xué)作用，使工件的尺寸以及表面性能（如粗糙度、 平整度、光亮度）等達(dá)到允許的公差范圍內(nèi)。傳統(tǒng)的拋光手段有機(jī)械拋光、化學(xué)拋光以及 電化學(xué)拋光。機(jī)械拋光使用砂輪、砂布等物品摩擦工件表面，打去工件表面的凸起，使其趨 于平整，其缺點在于，難以使工件的表面粗糙度下降至微米級，打磨過程中的揚塵易于引發(fā) 爆炸?；瘜W(xué)拋光和電化學(xué)拋光均是利用工件的化學(xué)特性，將工件浸泡在某種化學(xué)腐蝕液中 (電化學(xué)拋光還會施加電流），用化學(xué)反應(yīng)去除工件表層。它們的缺點在于，化學(xué)反應(yīng)程度 難以控制，有些電化學(xué)拋光液還有劇毒，會對人體和環(huán)境造成損傷等等。
[0005] 為了克服傳統(tǒng)拋光工藝的弊端，化學(xué)機(jī)械拋光于20世紀(jì)90年代開始興起?；瘜W(xué) 機(jī)械拋光中，拋光液是起著靈魂作用。拋光液中的微量化學(xué)藥品能夠與工件表面發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)，從而使工件表面易與本體剝離；而拋光液中的微米甚至納米級拋光顆粒則通過機(jī)械 作用磨去這層"表皮"，使工件完成拋光。整個過程合了機(jī)械拋光與化學(xué)拋光的優(yōu)點，并克服 其缺點，具有可控性好、拋光精度高、環(huán)境友好等顯著特點。然而，目前市場上還未有成熟的 商品化鈦拋光液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于鈦的化學(xué)機(jī)械拋光液，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中鈦片 表面拋光的表面性能差和拋光速度不易控制，表面腐蝕較嚴(yán)重的問題。
[0007] 本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種如上述所述化學(xué)機(jī)械拋光液的制備方法。
[0008] 本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種上述化學(xué)機(jī)械拋光液的應(yīng)用。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是采取以下的具體技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0010] 一種用于鈦的化學(xué)機(jī)械拋光液，以所述化學(xué)機(jī)械拋光液的總質(zhì)量計，所述化學(xué)機(jī) 械拋光液包括以下原料組分及重量百分含量：
[0011]
[0012] 余量為pH調(diào)節(jié)名。
【主權(quán)項】
1. 一種用于鐵金屬的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，w所述化學(xué)機(jī)械拋光液的總質(zhì)量 計，所述化學(xué)機(jī)械拋光液包括W下原料組分及百分含量： 余量為抑調(diào)節(jié)劑和水。
2. 如權(quán)利要求1所述化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述氧化劑選自鐵氯化鐘、雙氧水 和過硫酸錠中的一種或多種。
3. 如權(quán)利要求1所述化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述表面活性劑選自聚氧己締硫 酸鋼、聚丙締酸鋼、聚氧己締離磯酸醋、燒基醇聚己締基離和十六燒基=甲基漠化錠中的一 種或多種。
4. 如權(quán)利要求1所述化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述有機(jī)添加劑為有機(jī)酸，所述有 機(jī)酸選自己酸、蟻酸、草酸、巧樣酸、對苯二酸、水楊酸、甘氨酸、氨基己酸、了二酸和酒石酸 中的一種或多種。
5. 如權(quán)利要求1所述化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述拋光顆粒選自氧化侶、氧化 錦、氧化錯、氧化鐵和膠體氧化娃中的一種或多種。
6. 如權(quán)利要求5所述化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述拋光顆粒的粒徑范圍為20? 1500nm。
7. 如權(quán)利要求1所述化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述pH調(diào)節(jié)劑選自硝酸、磯酸、氨 氧化鐘、氨氧化鋼、哲己基己二胺和四甲基氨錠中的一種或多種。
8. 如權(quán)利要求1所述化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述化學(xué)機(jī)械拋光液的抑為1? 11。
9. 如權(quán)利要求1所述化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述拋光顆粒為10?25wt%。
10. 如權(quán)利要求1?9任一所述化學(xué)機(jī)械拋光液在鐵金屬材料中的應(yīng)用。
【專利摘要】一種用于鈦的化學(xué)機(jī)械拋光液，以所述化學(xué)機(jī)械拋光液的總質(zhì)量計，所述化學(xué)機(jī)械拋光液包括以下原料組分及重量百分含量：氧化劑1~5wt%、表面活性劑0.01~4wt%、有機(jī)添加劑0.01~3wt5、拋光顆粒0.2~30wt%、余量為pH調(diào)節(jié)劑和水。本發(fā)明中的化學(xué)機(jī)械拋光液利用不同成分化學(xué)機(jī)械拋光液對鈦金屬速率可控、表面質(zhì)量好且低腐蝕的拋光，可滿足工業(yè)中對于鈦金屬表面質(zhì)量的需求。
【IPC分類】C23F3-04
【公開號】CN104593776
【申請?zhí)枴緾N201410836073
【發(fā)明人】梁晨亮, 劉衛(wèi)麗, 宋志棠
【申請人】上海新安納電子科技有限公司, 中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月24日