合肥南京www.91精（jīng）密加工帶你走進:超精密拋光技術,精（jīng）密測量不簡單
很早以前看過這樣一個報道：德國、日本等國家的科學家耗時5年時間，花了（le）近千（qiān）萬元打造了（le）一個高純度的矽-28材（cái）料製成的圓球，這個1kg純矽球要求超精密加工研磨拋（pāo）光、精密測量（球麵度、粗糙度（dù）和質量），可謂是世界上最圓的球了。我們通過短片了解一下。
下麵我們來介（jiè）紹一下超精密拋光工藝。
01
研磨與拋光（guāng）的區別
研磨：利用塗敷或壓嵌在研具上的磨料顆（kē）粒，通過研具與工件在一定壓力下的相（xiàng）對運動對加工表麵進行的精整加工。研磨可用（yòng）於加工各種金屬和非金屬（shǔ）材料，加工的表麵形狀有平麵，內、外圓柱麵和圓錐麵，凸、凹球麵，螺紋（wén），齒麵及其他型麵。加工精度可達IT5～IT1，表麵粗糙度（dù）可（kě）達Ra0.63～0.01μm。
拋光：利（lì）用機械、化學或電化學的作用，使工件表麵粗糙度降低，以獲得光亮、平整表麵（miàn）的加工方法。
兩者的主要區別在於：拋光（guāng）達（dá）到的表麵光潔度要比研磨更高，並且可以采用化學（xué）或者電化學的（de）方法（fǎ），而（ér）研磨（mó）基本隻采用機械的方法，所使（shǐ）用的磨料粒度要比拋光用的更粗，即粒度大。
02
超精（jīng）密拋光（guāng）技術
超精密拋光是現代電子工業的靈（líng）魂
超精密拋光技術（shù）在現代電子工業中所要完（wán）成的使命，不僅僅是平坦化不同的（de）材料，更要平（píng）坦化多層材料，使得幾毫（háo）米見方的矽片通過這（zhè）種（zhǒng）“全局平坦化”形成上萬至百萬晶體管組成的超大規模（mó）集成電路。例如人（rén）類發明的計算機從幾十噸（dūn）變（biàn）身為現在的幾百克，沒有超精密拋光是無法實現的。
以晶片製造為例，拋（pāo）光是整（zhěng）個工藝的（de）最後一環，目的是改善晶片加工前一道工藝所留下的微小缺陷以獲得最佳的平行度。今天的光電（diàn）子信息產業（yè）水平，對作為光電子基片材料的藍（lán）寶石、單晶矽（guī）等材料的平行度要求（qiú）越來（lái）越精密，已經達到了納米級。這（zhè）就意味著（zhe），拋光工藝也已隨之進入納米級的超精密程度。
超精密拋光工藝在現代製造業中有多重要，其應用的領域能夠直接說（shuō）明問題，包括集成電路製（zhì）造、醫療器械、汽車配件、數碼配件、精密模具以及航空航（háng）天。
頂級的拋光工藝隻有美、日等少數國（guó）家掌握
拋光機的核心器件是“磨（mó）盤”。超精密拋光對拋光（guāng）機中磨盤的材（cái）料構成和技術要求近乎苛刻，這種由特殊材料合成的鋼盤，不僅要滿足自動化操作的納（nà）米級精密度（dù），更要具備精確的熱膨脹係數。
當拋光機處在高速運轉狀態時，如果熱膨脹作用導致磨盤的熱變形（xíng），基（jī）片的平麵度和平行度就無法保證。而這種不能被允許發生的熱變形誤差不是幾毫米或幾微（wēi）米，而是幾納米。
目前，美國日本等國際（jì）頂級的拋（pāo）光工藝已經可以滿足60英寸基片原（yuán）材料的精密拋（pāo）光要求（屬超大尺寸），他們據此掌控著超精密拋光工藝的核心技術，牢牢把握了全球市場的主動權。而事實上，把握（wò）住這項技術（shù），也就（jiù）在很（hěn）大（dà）程度上掌控（kòng）了電子製造業的發展。
麵對如此嚴密的技術封鎖，在（zài）超精密拋光領域，我國幾乎目前隻能進行自研。
中國（guó）的超精密拋光技術水（shuǐ）平在哪個層次？
其實在超（chāo）精密拋（pāo）光領域內，中國並（bìng）非毫無（wú）建樹。
2011年，中科院國家納米科學中心研究院王奇博士團（tuán）隊研發的“二氧化鈰微球粒度標準物質及其製備技術”獲得中國石油和化學工業聯合會技（jì）術發明一等獎，相關納米級粒度標準物質獲得（dé）國家（jiā）計量器具許可和國家一級標準物質證書。二氧化鈰新材料的超精密拋光生產試驗（yàn）效果一舉趕超了國（guó）外傳統材料，填補了該領域空白。
但是王奇博（bó）士說：“這並不意味著我們已經攀（pān）登（dēng）到了這一領域的頂峰，對於整體工（gōng）藝來說，隻有拋光液而沒有（yǒu）超精密拋（pāo）光機，我們最（zuì）多還隻是賣材料的。”
2019年，浙江工業大學袁巨龍教授（shòu）研究團隊創立了半固（gù）著磨（mó）粒化學機械加（jiā）工技術，研製（zhì）的係列拋光機已在宇環數（shù）控機床股份有限公司批量生產千餘台，被蘋果公司（sī）確定（dìng）為iphoness4和ipads3玻璃（lí）麵板以及鋁合金背板拋（pāo）光的全球唯一（yī）的精密拋光設備，1700多（duō）台拋光機用於蘋果公司iphoness、ipads 玻璃平板的大批量生產。
機械加工的魅力就在於此，為了（le）追求市場份額和利潤，別（bié）人有（yǒu）的你要想盡辦法去趕超，而技術的領頭羊也一直會改進提高，做到更精，不斷地角逐與追趕，促進了人類技術的（de）大發展。
