一种用于KDP晶体的抛光液.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106519989A(43)申请公布日2017.03.22(21)申请号201710012175.8(22)申请日2017.01.09(71)申请人中国工程物理研究院机械制造工艺研究所地址621999四川省绵阳市919信箱622分箱(72)发明人董会王利利潘金龙高伟李晓媛王超黄姝珂吉方王宝瑞(74)专利代理机构中国工程物理研究院专利中心51210代理人翟长明韩志英(51)Int.Cl.C09G1/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种用于KDP晶体的抛光液(57)摘要本发明提供了一种用于磷酸二氢钾（KDP）晶体的抛光液，所述抛光液由油相、表面活性剂和KDP水溶液组成，是一种特殊的油包水微乳液。在表面活性剂的作用下，一定浓度的KDP水溶液作为分散相以纳米级液滴的形式被分散在油相中。在抛光过程中由于挤压力和摩擦应力，KDP水溶液液滴突破表面活性剂和油相分子组成的界面膜，到达KDP晶体表面，并与表面的凸起部位发生缓释潮解作用；通过改变KDP水溶液的浓度，对潮解作用进行调控，最终可以实现KDP晶体表面的精密去除；抛光过程不产生新的物质且表面残留为有机物，通过相匹配的有机溶剂清洗即可实现表面清洁，不会造成二次损伤。本发明的抛光液制备方法简单、性质稳定，能够有效的削弱飞切刀纹，降低表面粗糙度，为创成超光滑洁净KDP表面提供良好的技术支撑。CN106519989ACN106519989A权利要求书1/1页1.一种用于KDP晶体的抛光液，其特征在于：所述的抛光液包活油相、分散相和表面活性剂，各组分的质量百分比为：油相：20%~70%；分散相：5%~25%；表面活性剂：25%~65%；其余为水。2.根据权利要求1所述的用于KDP晶体的抛光液，其特征在于：所述的油相为1-癸醇、正己醇、正丁醇中的一种。3.根据权利要求1所述的用于KDP晶体的抛光液，其特征在于：所述的分散相为KDP水溶液，KDP水溶液中的KDP摩尔浓度为0~0.3mol/L。4.根据权利要求1所述的用于KDP晶体的抛光液，其特征在于：所述的表面活性剂为聚乙二醇辛基苯基醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酰胺中的一种。5.根据权利要求1所述的用于KDP晶体抛光的微乳液，其特征在于：所述的微乳液的制备环境温度为20℃~25℃，相对湿度为40%~50%，气压为常压。2CN106519989A说明书1/4页一种用于KDP晶体的抛光液技术领域[0001]本发明属于超精密加工和功能化微乳液合成的交叉应用领域，具体涉及一种用于KDP晶体的抛光液。背景技术[0002]磷酸二氢钾晶体是20世纪40年代发展起来的一种非常优良的光学晶体，是目前唯一可用于ICF、强激光武器等光路系统的激光倍频、电光调制和光电开关器件的非线性光学材料。工程应用中对KDP晶体的表面质量要求极高，如超光滑、无表面缺陷、无应力残余和无杂质残留等，近乎材料加工的极限。然而，KDP晶体材料本身具有软脆、易潮解、对温度变化敏感以及各向异性等特点，被公认为最难加工的光学元件之一。对于KDP晶体这类软脆材料，获得超光滑表面非常困难。目前国内外工程应用中比较成熟的超精密加工方法主要是单点金刚石飞切（SPDT）技术和磁流变抛光（MRF）技术，美国LLNL实验室和我国哈尔滨工业大学等单位在该领域已取得一些成果。采用SPDT技术虽然可以获得较低的表面粗糙度，但是会在晶体表面产生周期性小尺度波纹（飞切刀纹）和亚表面损伤，在高功率激光作用下容易产生损伤和破坏。MRF技术虽然能够消减SPDT技术产生的小尺度波纹，但是会使晶体表面产生铁粉等微纳颗粒的嵌入现象，另外，表面磁流变残夜的清洗也是目前的一大难题。发展针对KDP等软脆易潮解晶体的新型超光滑、低损伤、低缺陷的“软抛光”技术势在必行。[0003]化学机械抛光是一种在半导体行业已经非常成熟的表面抛光技术，它能够实现工件全尺寸范围内的平坦化，在制备超光滑表面方面存在技术优势。在化学机械抛光中，抛光液是整个技术工艺的核心之一，其物理化学性质决定着化学机械抛光的精密水平，如果选用传统的抛光液，会造成KDP晶体表面雾化或损伤。因此，设计适合软脆、易潮解晶体的专用抛光液，是开展基于化学机械抛光技术的KDP晶体超精密抛光新方法研究的基石。[0004]中国专利文献库公开的名称为“基于超声雾化水汽的KDP晶体微纳潮解超精密抛光方法”的专利，专利号为CN201210111555.4，该专利利用超声产生的水雾与晶体表面发生潮解作用，然后通过旋转抛光将表面溶解层去除。但是该方法原理上存在两个明显的缺点，一个是：水汽与KDP晶体表面凹凸位置都发生潮解作用，不能实现表面去除的；另一个是：水雾尺寸为0.1-1微米，每个液滴的作用范围