超光滑表面抛光技术
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［ 3］
［ 6］ 材料， 提出了浮法抛光 （F 工艺 . 使 loat polishi ng ） 用高平面度平面并带有同心圆或螺旋沟槽的锡抛光
盘， 将抛光液覆盖在整个抛光盘表面上， 使抛光盘及 工件高速旋转， 在两者之间抛光液呈动压液体状态， 并形成一层液膜， 再利用液膜里的磨料高速冲击工 件表面， 从而实现材料的去除 . 该工艺可获得的表 面粗糙度小于0. 1 n m （ ， 平面度小于 ! ／ rm s） 20 的超 光滑表面 . 浮法抛光类似于 EE M 抛光法， 不同之 处在于 浮 法 抛 光 使 用 的 是 硬 质 锡 盘 作 为 磨 具， 而 EE M 法抛光以聚氨酯胶轮作为磨具. 渡边纯二 （W 利用动压轴承的原 atanabe Junj i ）
! 超光滑表面的抛光技术
对于各种超光滑表面的抛光加工手段， 根据在 加工过程中工件和抛光盘之间的接触状态可分为 3 种类型： 直接接触、 准接触和非接触. 在各种抛光方 法中的接触状态均只属于其中一种， 并在抛光过程 中基本保持不变. ! " ! 直接接触抛光 直接接触抛光是指抛光盘和工件在抛光过程中 直接发生接触， 依靠抛光磨料的机械磨削作用和抛 光盘的摩擦作用去除材料 . 浴法抛光、 T eflon 法抛 光等都属于这种接触方式. 在传统抛光设备和方法的基础上， R.d ietz 提出 ［ 1］ 的浴法抛光 改变了抛光液的供给方式， 采用浸液 抛光， 使抛光盘和工件的接触更柔和， 在熔石英上获 得了粗糙度为0. 3 n m （ 的超光滑表面. rm s） ［ 2］ 在浴法抛光的基础上， A.J . l eist ner 等人使用 聚四氟乙烯 （T 抛光模 . 与沥青抛光模相比， eflon ） 而且 T eflon 抛光模不仅可以保持工件的面形精度， 可以在许多材料上加工出粗糙度小于 0 .4 n m （ rm s） 超光滑表面， 同时还可以有效地降低材料表面的波 纹度和亚表面损伤.
［ 11 ］
等人开发的电泳抛光 （M i grati on polish-
第5 期
陈
杨等：超光滑表面抛光技术
57
， 是利用胶体磨粒在溶液中存在的电泳现象进 i ng ） 行抛光的加工方法， 可用于加工功能陶瓷、 结构陶瓷 和金属材料， 是一种高效高质量的新型抛光方法. 从90 年代中期以来， 在美国、 俄罗斯、 德国、 日 本等国家广泛地开展激光抛光研究， 在金刚石薄膜 上已经得到纳米级的表面粗糙度 . 目前， 激光抛光 技术正在金刚石薄膜、 高分子聚合物、 陶瓷、 半导体、 金属和绝缘体等材料上进行广泛的应用研究. 激光抛光 （Laser pOlishi ng ） 是利用激光与材料 表面相互作用进行加工， 它遵循激光与材料作用的 普遍规律. 激光与材料间的作用方式有： 热作用和 光化学作用， 可把激光抛光分为热抛光和冷抛光 . 热抛光是利用激光的热效应， 通过熔化、 蒸发等过程 去除材料. 因此只要材料的热物理性能好， 都可以 用它来进行抛光， 但由于温度梯度大而产生的热应 力大， 易产生裂纹， 因此热抛光的效果不是很好. 冷 抛光是利用材料吸收光子后， 表层材料的化学键被 打断或 者 是 晶 格 结 构 被 破 坏， 从而实现材料的去 热效应可以被忽略， 因 . 利用光化学作用时， 此热应力很小， 不产生裂纹， 也不影响周围材料， 且 容易控制材料的去除量， 特别适合于硬脆材料的精 密加工. Udrea 等人利用 CO2 激光器对光纤的端面 ［ 14 ］ （Ra ） 表面粗糙度 进行抛光， 得到的100 n m . 激光抛光是一种非接触抛光， 不仅能对平面进 行抛光， 还能对各种曲面进行抛光 . 而且对环境的 污染小， 可以实现局部抛光， 特别适用于超硬材料和 脆性材料的精抛， 具有良好的发展前景 . 但目前激 光抛光作为一种新技术还处于发展阶段， 还存在着 设备和加工成本高、 加工过程中的检测技术和精度 控制技术要求相当高等缺点. ! " # 准接触抛光 准接触抛光是指， 在抛光过程中产生的动压使 抛光盘和工件之间存在合适的间隙. 化学机械抛光 便是典型的准接能抛光. 化学机械抛光 （CMP Che m ical M echanical POl最初是由I BM 公司于 S0 年代中期开发的一 ishi ng ） 项新技术， 这是目前能够提供超大规模集成电路制 造过程中全面平坦化
Vol .24 No .5 Sep .2003
超光滑表面抛光技术
陈
［摘
杨1 ，陈建清1 ，陈志刚2
（ 1. 江苏大学材料科学与工程学院，江苏 镇江 212013 ； 2. 江苏工业学院，江苏 常州 213016 ）
要］超光滑表面抛光技术是超精密加工体系的一个重要组成部分， 超光滑表面在国防和民用
等领域都有着广泛的应用. 文中介绍了超光滑表面的物理特征和应用， 并根据抛光过程中工件与 抛光盘之间的接触状态， 将各种抛光方法分为直接接触、 准接触和非接触 3 类， 对每一种抛光方法 作了总体的描述， 详细地介绍了近年来发展的激光抛光技术和化学机械抛光技术及其超光滑表面 抛光的加工机理， 介绍了超光滑表面的测量和评价方法. ［关键词］抛光；超光滑表面；机理；评价 ［中图分类号］ （ TG356 .28 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1671 -7775 2003 ） 05 -0055 -05 精密和超精密加工技术、 制造自动化是先进制 造技术的两大领域， 精密工程、 精细工程和纳米技术 是现代 制 造 技 术 的 前 沿， 也是未来制造技术的基 础. 超精密加工是一门新兴的综合性加工技术， 它 集成了现代机械、 电子、 测量及材料等先进技术成 就， 使得目前的加工精度达到了 0. 01 ! 极大 m 级， 地改善了产品的性能和可靠性. 超光滑表面加工技 术是超精密加工体系的一个重要组成部分， 在国防 工业、 信息产业民用产品的制造中占有非常重要的 地 位 且 有 着 广 泛 的 市 场 需 求， 具有良好的发展 前景. 科技的进步极大地推动了技术的发展， 随着光 学领域和微电子学领域及其相关技术的发展， 对所 需材料的表面质量的要求越来越高. 大规模和超大 规模集成电路对所用衬底材料的表面精度提出了很 高的要求； 短波段光学的发展尤其是强激光技术的 出现， 对光学元件表面粗糙度的要求极为苛刻 . 从 而产生了超光滑表面的概念， 并出现一系列用于进 行超光滑表面加工的技术和方法. 所谓超光滑表面 具有以下主要特征： 表面粗糙度小于 1 n m （Ra ） 、 尽 可能小的表层和亚表层损伤、 表面残余应力极小、 晶 体表面具有完整的晶体结构. 超光滑表面的加工手段有抛光和超精密机械加 工等， 而抛光应用得最广泛 . 超光滑表面加工的对 象是晶体、 陶瓷等硬脆性材料. 超光滑表面主要应 用于现代武器惯导仪表的精密陀螺的平面反射镜、 激光核聚变反射镜、 大规模集成电路的基片、 计算机 磁盘、 磁头和蓝宝石红外探测器窗口的透镜等.
［ 4］ ［ 3］
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
浮离抛光盘表面， 通过浮动间隙中的抛光料微粒对 工件进行抛光. 因为没有摩擦热和磨具磨损， 标准 面不会变化， 因此可重复获得精密的工件表面. （~ydroplan polJ . Go m ley 提出的水面滑行抛光 是一种非接触化学抛光， 借助流体压力使工 ishi ng ） 件从抛光盘上浮起， 利用具有腐蚀作用的抛光液进
［ 4］ 行加工 . 该方法适用于 Ga A s 和 I nP 等化合物半
导体基片的加工. 提出了等离子 L .Bolli nger 从化学的角度出发， ［ 8］ 体辅助抛光 （plas ma assisted che m 技 ical etchi ng ） 术， 利用等离子体与工件表层材料发生作用去除材 料. PACE 技术最大的问题是加工成本高. 近年来， 场效应辅助抛光技术发展很快， 利用和 控制电场、 磁场的强弱， 使磁流体带动磨料对工件施 加压力， 从而获得高面形精度、 低表面粗糙度的表 面. 适用于高性能功能陶瓷元件材料的加工， 也可 用于加工复杂工件表面. N . umehara 发 展 了 MFP （ M agnetic F l ui d 技术， 将非磁性磨料混入磁流体并置于磁 Polishi ng ） 场中时， 由于磁流体中强磁性微粒的作用， 磁流体被 吸向高磁场一侧， 同时非磁性磨粒与磁流体的运动 方向相反， 被推向低磁场一侧 . 磨粒在磁流体浮力 作用下压向旋转的工件而进行抛光.
第24 卷第5 期 2003 年9 月
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
江苏大学学报 （自 然 科 学 版） （Nat ural Science editi on ） Journal of Jiangsu Uni versit y
［收稿日期］ 2003 -03 -17 ［基金项目］江苏省自然科学基金资助项目 （BK2002010 ） ［作者简介］陈 杨 （ ， 男， 安徽凤阳人， 硕士生， 主要从事纳米抛光料的制备及超光滑表面抛光的研究. 1978 - ）
56
江苏大学学报 （自 然 科 学 版）
第24 卷
过去， 硬脆性材料的加工基本上是利用硬质磨 料的机械抛光， 这直接影响工件表面质量而且存在 亚表层损伤， 导致产品性能和加工成品率降低 . 而 化学抛光又会造成形状精度降低. 为了克服上述缺 点， 产生的机械化学抛光
［ 7］ 理开发了动压浮离抛光 （~ydrody na m ic-t ype pol） 技术， 通过在抛光盘沿其圆周方向制有若干 ishi ng 倾斜平面， 利用抛光盘转动时产生的液动压， 使工件
是利用固相反应的加工
方法. 通过使用软质抛光磨料和适当的抛光液， 在 工件与磨粒的接触点上， 由于磨擦产生的高温高压， 在极短的接触时间内发生固相反应， 并由摩擦力去 除反应物， 实现纳米级微小单位的材料去除. 水合抛光 （~ydrati on Polishi ng ） 也是一种利 用界面反应的加工方法. 在加工过程中工件与抛光 盘产生相对摩擦， 在局部真实接触点产生高温高压， 激活工件表层上的原子或分子， 同时用过热水蒸气 分子和水作用其表面， 使之在界面上形成水合层， 再 利用抛 光 盘 的 摩 擦 力 将 其 去 除， 从而实现镜面加 工. 其主要特点是不使用磨料和加工液， 加工装置 与普通抛光机相同， 在水蒸气环境中进行加工. 河西敏雄 （T. Kasai ） 提出的进行式机械化学抛 光 （P- MAC ， ， 能自动地从 Progressi ve And Che m ical ） 抛光初始的直接接触变化为非接触， 从而将机械去 除作用移至化学去除作用 . 实现 P- MAC 抛光的 关键在于变化工件表面和抛光盘之间的接触状态， 可以通过改变抛光液的供给方式或抛光液的粘度， 随时调整间隙来实现. 也可以通过使用一种不同硬 度的材料作为样件， 利用两者之间的不同加工量进 行间隙调整. 采用后一种方法时， 可在普通抛光设 备上实现 P- MAC 抛光. ! " # 非接触抛光 非接触抛光是指使工件与抛光盘在抛光时不发 生接触， 仅用抛光液冲击工件表面， 以获得完美结晶 性和精确面型的加工表面的抛光方法 . EE M、 浮法 抛光等都属于这种接触方式 . 该方法的去除量极 小， 可用于加工功能晶体材料元件 （强调表面的晶格 完整性） ， 也可用于加工光学元件 （强调高面形精度 和极低的粗糙度值） . 日本大阪大学森勇藏 （Y . M 等人发展的弹 ori ） ［ 5］ 性发射加工 （EE M E 技 lastic Em issi on M achi ni ng ） 术， 采用浸液工作方式， 利用在工件表面高速旋转的 聚氨酯小球带动抛光液中粒度为几十纳米的磨料， 以尽可能小的入射角冲击工件表面， 使工件表层材 料被弹性地去除 . EE M 以原子级的加工单位去除 工件材料， 工件表层无塑性变形， 不产生晶格转位等 缺陷， 对加工功能晶体材料极为有利. 日本的 Y . Na mba 等技术人员为加工抛光磁头
］ 进村武男 （T. shi n mura ） 发展了 MAF［10 （ M ag技 术， 其原理是在磁场中 netic Abrasi ve F i nishi ng ） （N 极和 s 极之间） 填充磁性细微磨料， 在磁场作用 ［ 9］
下形成磁力抛光刷， 工件在其中边旋转边振动， 从而 实现抛光. 该方法不仅可以加工磁性材料， 也可加 工非磁性金属材料， 以及陶瓷、 硅片等非金属材料. T ani
［ 6］ 材料， 提出了浮法抛光 （F 工艺 . 使 loat polishi ng ） 用高平面度平面并带有同心圆或螺旋沟槽的锡抛光
盘， 将抛光液覆盖在整个抛光盘表面上， 使抛光盘及 工件高速旋转， 在两者之间抛光液呈动压液体状态， 并形成一层液膜， 再利用液膜里的磨料高速冲击工 件表面， 从而实现材料的去除 . 该工艺可获得的表 面粗糙度小于0. 1 n m （ ， 平面度小于 ! ／ rm s） 20 的超 光滑表面 . 浮法抛光类似于 EE M 抛光法， 不同之 处在于 浮 法 抛 光 使 用 的 是 硬 质 锡 盘 作 为 磨 具， 而 EE M 法抛光以聚氨酯胶轮作为磨具. 渡边纯二 （W 利用动压轴承的原 atanabe Junj i ）
! 超光滑表面的抛光技术
对于各种超光滑表面的抛光加工手段， 根据在 加工过程中工件和抛光盘之间的接触状态可分为 3 种类型： 直接接触、 准接触和非接触. 在各种抛光方 法中的接触状态均只属于其中一种， 并在抛光过程 中基本保持不变. ! " ! 直接接触抛光 直接接触抛光是指抛光盘和工件在抛光过程中 直接发生接触， 依靠抛光磨料的机械磨削作用和抛 光盘的摩擦作用去除材料 . 浴法抛光、 T eflon 法抛 光等都属于这种接触方式. 在传统抛光设备和方法的基础上， R.d ietz 提出 ［ 1］ 的浴法抛光 改变了抛光液的供给方式， 采用浸液 抛光， 使抛光盘和工件的接触更柔和， 在熔石英上获 得了粗糙度为0. 3 n m （ 的超光滑表面. rm s） ［ 2］ 在浴法抛光的基础上， A.J . l eist ner 等人使用 聚四氟乙烯 （T 抛光模 . 与沥青抛光模相比， eflon ） 而且 T eflon 抛光模不仅可以保持工件的面形精度， 可以在许多材料上加工出粗糙度小于 0 .4 n m （ rm s） 超光滑表面， 同时还可以有效地降低材料表面的波 纹度和亚表面损伤.
［ 11 ］
等人开发的电泳抛光 （M i grati on polish-
第5 期
陈
杨等：超光滑表面抛光技术
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， 是利用胶体磨粒在溶液中存在的电泳现象进 i ng ） 行抛光的加工方法， 可用于加工功能陶瓷、 结构陶瓷 和金属材料， 是一种高效高质量的新型抛光方法. 从90 年代中期以来， 在美国、 俄罗斯、 德国、 日 本等国家广泛地开展激光抛光研究， 在金刚石薄膜 上已经得到纳米级的表面粗糙度 . 目前， 激光抛光 技术正在金刚石薄膜、 高分子聚合物、 陶瓷、 半导体、 金属和绝缘体等材料上进行广泛的应用研究. 激光抛光 （Laser pOlishi ng ） 是利用激光与材料 表面相互作用进行加工， 它遵循激光与材料作用的 普遍规律. 激光与材料间的作用方式有： 热作用和 光化学作用， 可把激光抛光分为热抛光和冷抛光 . 热抛光是利用激光的热效应， 通过熔化、 蒸发等过程 去除材料. 因此只要材料的热物理性能好， 都可以 用它来进行抛光， 但由于温度梯度大而产生的热应 力大， 易产生裂纹， 因此热抛光的效果不是很好. 冷 抛光是利用材料吸收光子后， 表层材料的化学键被 打断或 者 是 晶 格 结 构 被 破 坏， 从而实现材料的去 热效应可以被忽略， 因 . 利用光化学作用时， 此热应力很小， 不产生裂纹， 也不影响周围材料， 且 容易控制材料的去除量， 特别适合于硬脆材料的精 密加工. Udrea 等人利用 CO2 激光器对光纤的端面 ［ 14 ］ （Ra ） 表面粗糙度 进行抛光， 得到的100 n m . 激光抛光是一种非接触抛光， 不仅能对平面进 行抛光， 还能对各种曲面进行抛光 . 而且对环境的 污染小， 可以实现局部抛光， 特别适用于超硬材料和 脆性材料的精抛， 具有良好的发展前景 . 但目前激 光抛光作为一种新技术还处于发展阶段， 还存在着 设备和加工成本高、 加工过程中的检测技术和精度 控制技术要求相当高等缺点. ! " # 准接触抛光 准接触抛光是指， 在抛光过程中产生的动压使 抛光盘和工件之间存在合适的间隙. 化学机械抛光 便是典型的准接能抛光. 化学机械抛光 （CMP Che m ical M echanical POl最初是由I BM 公司于 S0 年代中期开发的一 ishi ng ） 项新技术， 这是目前能够提供超大规模集成电路制 造过程中全面平坦化
Vol .24 No .5 Sep .2003
超光滑表面抛光技术
陈
［摘
杨1 ，陈建清1 ，陈志刚2
（ 1. 江苏大学材料科学与工程学院，江苏 镇江 212013 ； 2. 江苏工业学院，江苏 常州 213016 ）
要］超光滑表面抛光技术是超精密加工体系的一个重要组成部分， 超光滑表面在国防和民用
等领域都有着广泛的应用. 文中介绍了超光滑表面的物理特征和应用， 并根据抛光过程中工件与 抛光盘之间的接触状态， 将各种抛光方法分为直接接触、 准接触和非接触 3 类， 对每一种抛光方法 作了总体的描述， 详细地介绍了近年来发展的激光抛光技术和化学机械抛光技术及其超光滑表面 抛光的加工机理， 介绍了超光滑表面的测量和评价方法. ［关键词］抛光；超光滑表面；机理；评价 ［中图分类号］ （ TG356 .28 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1671 -7775 2003 ） 05 -0055 -05 精密和超精密加工技术、 制造自动化是先进制 造技术的两大领域， 精密工程、 精细工程和纳米技术 是现代 制 造 技 术 的 前 沿， 也是未来制造技术的基 础. 超精密加工是一门新兴的综合性加工技术， 它 集成了现代机械、 电子、 测量及材料等先进技术成 就， 使得目前的加工精度达到了 0. 01 ! 极大 m 级， 地改善了产品的性能和可靠性. 超光滑表面加工技 术是超精密加工体系的一个重要组成部分， 在国防 工业、 信息产业民用产品的制造中占有非常重要的 地 位 且 有 着 广 泛 的 市 场 需 求， 具有良好的发展 前景. 科技的进步极大地推动了技术的发展， 随着光 学领域和微电子学领域及其相关技术的发展， 对所 需材料的表面质量的要求越来越高. 大规模和超大 规模集成电路对所用衬底材料的表面精度提出了很 高的要求； 短波段光学的发展尤其是强激光技术的 出现， 对光学元件表面粗糙度的要求极为苛刻 . 从 而产生了超光滑表面的概念， 并出现一系列用于进 行超光滑表面加工的技术和方法. 所谓超光滑表面 具有以下主要特征： 表面粗糙度小于 1 n m （Ra ） 、 尽 可能小的表层和亚表层损伤、 表面残余应力极小、 晶 体表面具有完整的晶体结构. 超光滑表面的加工手段有抛光和超精密机械加 工等， 而抛光应用得最广泛 . 超光滑表面加工的对 象是晶体、 陶瓷等硬脆性材料. 超光滑表面主要应 用于现代武器惯导仪表的精密陀螺的平面反射镜、 激光核聚变反射镜、 大规模集成电路的基片、 计算机 磁盘、 磁头和蓝宝石红外探测器窗口的透镜等.
［ 4］ ［ 3］
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
浮离抛光盘表面， 通过浮动间隙中的抛光料微粒对 工件进行抛光. 因为没有摩擦热和磨具磨损， 标准 面不会变化， 因此可重复获得精密的工件表面. （~ydroplan polJ . Go m ley 提出的水面滑行抛光 是一种非接触化学抛光， 借助流体压力使工 ishi ng ） 件从抛光盘上浮起， 利用具有腐蚀作用的抛光液进
［ 4］ 行加工 . 该方法适用于 Ga A s 和 I nP 等化合物半
导体基片的加工. 提出了等离子 L .Bolli nger 从化学的角度出发， ［ 8］ 体辅助抛光 （plas ma assisted che m 技 ical etchi ng ） 术， 利用等离子体与工件表层材料发生作用去除材 料. PACE 技术最大的问题是加工成本高. 近年来， 场效应辅助抛光技术发展很快， 利用和 控制电场、 磁场的强弱， 使磁流体带动磨料对工件施 加压力， 从而获得高面形精度、 低表面粗糙度的表 面. 适用于高性能功能陶瓷元件材料的加工， 也可 用于加工复杂工件表面. N . umehara 发 展 了 MFP （ M agnetic F l ui d 技术， 将非磁性磨料混入磁流体并置于磁 Polishi ng ） 场中时， 由于磁流体中强磁性微粒的作用， 磁流体被 吸向高磁场一侧， 同时非磁性磨粒与磁流体的运动 方向相反， 被推向低磁场一侧 . 磨粒在磁流体浮力 作用下压向旋转的工件而进行抛光.
第24 卷第5 期 2003 年9 月
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江苏大学学报 （自 然 科 学 版） （Nat ural Science editi on ） Journal of Jiangsu Uni versit y
［收稿日期］ 2003 -03 -17 ［基金项目］江苏省自然科学基金资助项目 （BK2002010 ） ［作者简介］陈 杨 （ ， 男， 安徽凤阳人， 硕士生， 主要从事纳米抛光料的制备及超光滑表面抛光的研究. 1978 - ）
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江苏大学学报 （自 然 科 学 版）
第24 卷
过去， 硬脆性材料的加工基本上是利用硬质磨 料的机械抛光， 这直接影响工件表面质量而且存在 亚表层损伤， 导致产品性能和加工成品率降低 . 而 化学抛光又会造成形状精度降低. 为了克服上述缺 点， 产生的机械化学抛光
［ 7］ 理开发了动压浮离抛光 （~ydrody na m ic-t ype pol） 技术， 通过在抛光盘沿其圆周方向制有若干 ishi ng 倾斜平面， 利用抛光盘转动时产生的液动压， 使工件
是利用固相反应的加工
方法. 通过使用软质抛光磨料和适当的抛光液， 在 工件与磨粒的接触点上， 由于磨擦产生的高温高压， 在极短的接触时间内发生固相反应， 并由摩擦力去 除反应物， 实现纳米级微小单位的材料去除. 水合抛光 （~ydrati on Polishi ng ） 也是一种利 用界面反应的加工方法. 在加工过程中工件与抛光 盘产生相对摩擦， 在局部真实接触点产生高温高压， 激活工件表层上的原子或分子， 同时用过热水蒸气 分子和水作用其表面， 使之在界面上形成水合层， 再 利用抛 光 盘 的 摩 擦 力 将 其 去 除， 从而实现镜面加 工. 其主要特点是不使用磨料和加工液， 加工装置 与普通抛光机相同， 在水蒸气环境中进行加工. 河西敏雄 （T. Kasai ） 提出的进行式机械化学抛 光 （P- MAC ， ， 能自动地从 Progressi ve And Che m ical ） 抛光初始的直接接触变化为非接触， 从而将机械去 除作用移至化学去除作用 . 实现 P- MAC 抛光的 关键在于变化工件表面和抛光盘之间的接触状态， 可以通过改变抛光液的供给方式或抛光液的粘度， 随时调整间隙来实现. 也可以通过使用一种不同硬 度的材料作为样件， 利用两者之间的不同加工量进 行间隙调整. 采用后一种方法时， 可在普通抛光设 备上实现 P- MAC 抛光. ! " # 非接触抛光 非接触抛光是指使工件与抛光盘在抛光时不发 生接触， 仅用抛光液冲击工件表面， 以获得完美结晶 性和精确面型的加工表面的抛光方法 . EE M、 浮法 抛光等都属于这种接触方式 . 该方法的去除量极 小， 可用于加工功能晶体材料元件 （强调表面的晶格 完整性） ， 也可用于加工光学元件 （强调高面形精度 和极低的粗糙度值） . 日本大阪大学森勇藏 （Y . M 等人发展的弹 ori ） ［ 5］ 性发射加工 （EE M E 技 lastic Em issi on M achi ni ng ） 术， 采用浸液工作方式， 利用在工件表面高速旋转的 聚氨酯小球带动抛光液中粒度为几十纳米的磨料， 以尽可能小的入射角冲击工件表面， 使工件表层材 料被弹性地去除 . EE M 以原子级的加工单位去除 工件材料， 工件表层无塑性变形， 不产生晶格转位等 缺陷， 对加工功能晶体材料极为有利. 日本的 Y . Na mba 等技术人员为加工抛光磁头
］ 进村武男 （T. shi n mura ） 发展了 MAF［10 （ M ag技 术， 其原理是在磁场中 netic Abrasi ve F i nishi ng ） （N 极和 s 极之间） 填充磁性细微磨料， 在磁场作用 ［ 9］
下形成磁力抛光刷， 工件在其中边旋转边振动， 从而 实现抛光. 该方法不仅可以加工磁性材料， 也可加 工非磁性金属材料， 以及陶瓷、 硅片等非金属材料. T ani