软脆红外薄膜纳米精度化学机械抛光理论及关键技术

本项目针对国家对软脆红外碲镉汞晶体及晶体薄膜在军事、国防、航空、航天、微电子、光电子等领域的重大需求，根据我国在加工软脆红外薄膜领域面临的加工精度低、效率低、废品率高等加工难题，提出采用12000V及以上新型超细陶瓷结合剂金刚石砂轮纳米精度磨削与新型化学机械抛光液相结合的纳米精度化学机械抛光新工艺。根据本新工艺，研究软脆红外薄膜各向异性纳米力学性能及纳米摩擦学性能、纳米精度磨削条件下纳米精度表面形成原理、纳米尺度材料去除机理、表面亚表面损伤材料纳米精度变形机制；研究纳米精度化学机械抛光条件下力场、温度场、化学场多场耦合作用机理；探索软脆红外薄膜化学机械抛光条件下的化学溶解与机械去除平衡机制，获得软脆红外薄膜纳米精度化学机械抛光理论及关键技术。本项目以拥有具有自主知识产权的软脆红外薄膜超精密加工理论及关键技术为目标，对于提高我国研制重点红外武器型号的质量及相关高新尖端技术水平具有重要意义。

本项目根据国家对软脆红外碲镉汞晶体及晶体薄膜在军事、国防、航空航天、微电子、光电子等领域的重大需求，针对我国在加工软脆红外薄膜领域面临的加工精度低，效率低，废品率高能加工难题，提出采用12000V及以上的新型超细陶瓷结合剂金刚石砂轮纳米精度磨削及新型化学机械抛光液相结合的纳米精度化学机械抛光新工艺。首先采用课题组自主研制的金刚石磨粒粒度为0.9µm砂轮进行了碲镉汞晶体的超精密平面自旋转磨削的实验研究。研究磨削条件对磨削精度的影响。在一定条件下获得表面粗糙度<1.4nm超光洁表面。以此为基础，进行了软脆晶体的纳米力学及纳米摩擦学性能的实验研究，并进行了纳米精度磨削条件下表面形成原理，材料去除机理、表面亚表面损伤材料纳米精度变形机制的研究。探索了不同化学机械抛光液下的化学溶解和机械去除的平衡机制，获得红外软脆材料纳米精度化学机械抛光理论及关键技术。