一种莫桑石晶体的电化学机械分步抛光工艺的制作方法

专利检索2025-12-20  4


本发明涉及一种莫桑石晶体的电化学机械分步抛光工艺,属于莫桑石晶体加工领域。


背景技术:

1、莫桑石的化学结构为碳化硅,天然莫桑石晶体比较稀少,大部分通过物理气相传输法等人工合成方法获得,其生产原料主要是碳化硅衬底和碳化硅粉末,在生产过程中需要高温和封闭环境来维持晶体生长以及减少杂质污染从而获得较为纯净的莫桑石晶体。这样一块莫桑石晶体具有高硬度与高稳定性的特性,在后续加工过程中存在困难,可能存在抛光不彻底以及抛光效率低的问题,而抛光对于莫桑钻的特性具有极其重要的作用,好的抛光可以使莫桑钻具有闪耀的火彩最终呈现出与钻石相媲美的效果。

2、电化学机械抛光是利用电化学改性作用在碳化硅表面生成硬度低于基体的氧化层,使得氧化铝等低于碳化硅基体硬度的磨料能够实现对碳化硅表面的抛光,大大提高对莫桑石晶体的抛光效率。

3、综上所述,需要寻找一种高效的莫桑石晶体的抛光工艺。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种莫桑石晶体的电化学机械分步抛光工艺,解决由于莫桑石晶体硬度大导致的抛光效率低的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供了一种莫桑石晶体电化学机械分步抛光工艺,所述方法包括:将打圆成型后的莫桑石晶体放在硝酸钠电解液中氧化,随后在抛光机上进行抛光,具体为:将莫桑石晶体放在硝酸钠电解液中进行第一次氧化,随后在抛光机上进行粗抛,粗抛结束对晶体进行第二次氧化和精抛,最终得到成品莫桑钻。

3、进一步,所述莫桑石晶体已经经过打圆成型得到所需形状。

4、进一步,所述硝酸钠电解液浓度为0.6mo l/l。

5、进一步,所述第一次氧化粗抛阶段设置电压为10v、转速为40r/min、金刚石粒径为5.0μm、氧化铝粒径为7.0μm。

6、进一步,所述第二次氧化精抛阶段采用电压为5v、转速为50r/min、金刚石粒径为1.0μm、氧化铝粒径为1.5μm。

7、本发明采用电化学机械抛光对打圆成型后的莫桑石晶体进行抛光,(1)经过电化学氧化,莫桑石晶体上生成了一层硬度较低的氧化膜,可降低抛光难度。在浏览文献碳化硅晶体电化学机械抛光工艺研究过程中发现碳化硅晶体在0.6mo l/l的nano3电解液中进行电化学氧化具有较低的开路电位,更容易发生阳极氧化反应,因此使用0.6mo l/l的nano3电解液进行碳化硅电化学氧化提高氧化速率。(2)磨粒采用氧化铝磨粒和金刚石磨粒混合形成抛光液,软磨粒去除氧化层后不会对晶体基材造成划擦损伤,降低了操作失误概率。(4)考虑到电化学作用和机械作用不能完全匹配会导致抛光效果无法达到预期效果,氧化和抛光分步进行使所得到的氧化层和机械去除效果达到最优配合。(5)经过两次氧化抛光一次粗抛一次精抛使莫桑石晶体得到更好的抛光效果来获取更加完美的莫桑钻。



技术特征:

1.一种莫桑石晶体的电化学机械分步抛光工艺,其特征在于,将打圆成型后的莫桑石晶体放在硝酸钠电解液中进行电化学氧化,然后在氧化铝磨粒中增加小粒径金刚石磨粒,对莫桑石晶体进行两次电化学机械抛光。

2.根据权利要求1所述的一种莫桑石晶体的电化学机械分步抛光工艺,其特征在于,所述莫桑石晶体在抛光前已经经过打圆成型得到所需形状。

3.根据权利要求1所述的一种莫桑石晶体的电化学机械分步抛光工艺,其特征在于,所述莫桑石晶体经过一次氧化粗抛后要再进行一次氧化精抛。

4.根据权利要求1所述的一种莫桑石晶体的电化学机械分步抛光工艺,其特征在于,所述硝酸钠电解液浓度为0.6mo l/l。

5.根据权利要求3所述的一种莫桑石晶体的电化学机械分步抛光工艺,其特征在于,所述氧化粗抛中阶段工艺参数设置为电压为10v、转速为40r/min、金刚石粒径为5.0μm、氧化铝粒径为7.0μm。

6.根据权利要求3所述的一种莫桑石晶体的电化学机械分步抛光工艺,其特征在于,所述氧化精抛中工艺参数设置为电压为5v、转速为50r/min、金刚石粒径为1.0μm、氧化铝粒径为1.5μm。


技术总结
本发明公开了一种莫桑石晶体的电化学机械分步抛光工艺,包括将经打圆成型的莫桑石晶体放在硝酸钠电解液中氧化,得到硬度较低的氧化层,随后将氧化后的莫桑石晶体放在抛光机上进行粗抛,粗抛结束后再次进行氧化随后进行精抛。分别设置电化学机械抛光第一次和第二次阶段的电压、转速和磨粒粒径的工艺参数,其中的第一阶段采用电压为10V、转速为40r/mi n、金刚石粒径为5.0μm、氧化铝粒径为7.0μm,第二阶段采用电压为5V、转速为50r/mi n、金刚石粒径为1.0μm、氧化铝粒径为1.5μm,可以实现较高的抛光效率和较好的抛光效果,最终获得莫桑钻成品。

技术研发人员:徐永帅
受保护的技术使用者:广西喜荟天成科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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