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Al－Mg合金化学机械抛光表面粗糙度及防氧化腐蚀的研究

作　者: 祁迎春
导　师: 刘玉玲
学　校: 河北工业大学
专　业: 计算机技术
关键词: 铝镁合金 表面粗糙度 化学机械抛光 CMP过程质量传输
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


在航空、航天、国防等很多领域,都广泛应用到铝镁合金,将化学机械抛光(CMP)技术引入铝镁合金的加工技术中,实现对Al-Mg合金表面的极高精度、近无缺陷或杂质的超精密加工,得到高精度、低表面粗糙度和无损伤的表面,对于以上领域的应用具有重大意义。铝镁合金表面抛光难度大。本文主要研究目的是如何降低铝镁合金的表面粗糙度,这就需要研究如何加快CMP过程质量传输,使CMP过程的机械作用和化学作用达到平衡。内容如下:(1)对Al-Mg合金化学机械抛光机理进行分析,奠定表面粗糙度研究的基础。(2)运用无氧化剂碱性抛光法,制定适合铝镁合金特点的抛光液,从而降低铝镁合金表面粗糙度。实验分析Al-Mg合金化学机械抛光中表面活性剂浓度和磨料浓度、pH值、压力、转速、流量对Al-Mg合金表面状态的影响。(3)从铝镁合金的腐蚀原理入手,为保护合金表面,采取临时防护的方法,验证并得到较好的效果。(4)为了降低表面粗糙度和平整化效果,对如何加快CMP过程质量传输的因素着重进行分析,提高质量传输速率,使CMP过程中的机械作用和化学作用达到平衡。

全文目录


摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
第一章 绪论  6-10
  §1-1 意义和背景  6
  §1-2 CMP 技术简介  6-8
  §1-3 抛光技术和防腐蚀技术的研究  8-9
  §1-4 问题和解决方案  9-10
第二章 铝镁合金的 CMP 机理  10-18
  §2-1 CMP 技术的模型简介  10-13
    2-1-1 摩擦力学中的模型  10-11
    2-1-2 流体力学中的模型  11-12
    2-1-3 热力学中的模型  12
    2-1-4 分子量级材料的去除机理模型  12-13
  §2-2 CMP 过程中的动力学过程  13-14
    2-2-1 机械作用  13
    2-2-2 化学作用  13-14
  §2-3 碱性环境下建立铝镁合金的 CMP 模型  14-15
  §2-4 铝镁合金的表面平整度和表面粗糙度  15-18
    2-4-1 表面的平整度  15
    2-4-2 表面的粗糙度  15-18
第三章 降低铝镁合金表面粗糙度的 CMP 方案  18-29
  §3-1 铝镁合金表面粗糙度的影响因素  18-20
    3-1-1 抛光布因素的影响  18-20
  §3-2 抛光液因素的影响  20-21
  §3-3 碱性抛光液的配置方案  21-25
    3-3-1 磨料与表面粗糙度的作用  21-23
    3-3-2 pH 调节剂与表面粗糙度的作用  23
    3-3-3 表面活性剂与表面粗糙度的作用  23-24
    3-3-4 螯合剂与表面粗糙度的作用  24-25
    3-3-5 抛光液的配置方案  25
  §3-4 CMP 工艺参数与表面粗糙度的关系  25-26
    3-4-1 压力转速与表面粗糙度的关系  26
    3-4-2 抛光液的流量与表面粗糙度的关系  26
    3-4-3 温度与表面粗糙度的关系  26
  §3-5 DOE(Design Of Experiment)  26-29
第四章 铝镁合金的腐蚀及防护  29-33
  §4-1 铝镁合金腐蚀的研究  29-30
    4-1-1 电偶腐蚀的研究  29-30
    4-1-2 局部腐蚀的研究  30
  §4-2 对铝镁合金腐蚀机理的研究  30
  §4-3 铝镁合金的防腐手段  30-33
    4-3-1 化学转化处理方法  30-31
    4-3-2 阳极氧化处理方法  31
    4-3-3 激光表面改性法  31
    4-3-4 离子注入材料法  31
    4-3-5 物理气相沉积法  31-33
第五章 CMP 试验设备和测量仪器  33-36
  §5-1 试验设备  33-34
  §5-2 检测设备  34-36
    5-2-1 酸度计  34
    5-2-2 Olympus 显微镜  34-35
    5-2-3 原子力显微镜（atomic-force microscopy，AFM）  35-36
第六章 铝镁合金的 CMP 实验及分析  36-48
  §6-1 CMP 实验  37-45
    6-1-1 磨料浓度的影响  37-38
    6-1-2 pH 值的影响  38-39
    6-1-3 压力的影响  39-40
    6-1-4 抛光液流量的影响  40-41
    6-1-5 转速的影响  41-42
    6-1-6 表面活性剂的影响  42-45
  §6-2 对Al-Mg 合金的临时保护  45-46
  §6-3 对 Al-Mg 合金的临时保护  46-48
参考文献  48-50
致谢  50

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护 > 金属表面防护技术
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