304不锈钢绿色化学机械抛光
作者:张仁杰; 张振宇; 李玉彪; 徐光宏; 崔祥祥; 刘杰
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目的采用环保抛光工艺提高304不锈钢表面抛光质量。方法基于化学机械抛光(CMP)工艺,使用主要由氧化铝(Al2O3)磨料、L-苹果酸、过氧化氢(H2O2)、乳化剂OP-10和甘氨酸组成的绿色抛光液,设计并测试pH值、H2O2、乳化剂OP-10和甘氨酸的四因素四水平CMP质量分数正交试验,用极差法分析了四个因素对表面粗糙度(Ra)和去除率(MRR)的影响。以电化学工作站和动电位为例,分析了304不锈钢在不同环境下的静态腐蚀特性。通过X射线光电子能谱(XPS),分析了304不锈钢在不同抛光液环境中表面元素和化学成分的变化。结果研制出一种无强酸、强碱等危险化学品的新型环保型化学机械抛光液。通过绿色CMP加工,304不锈钢从CMP之前的7.972nm减少到7050m2内的0.543nm。与之前报道的304不锈钢抛光相比,绿色CMP抛光后的表面粗糙度是最低的。通过正交试验,得到了适合绿色CMP加工的最佳抛光液:pH=3,0.3wt.%H2O2,0.3wt.%乳化剂OP-10和1.5wt.%甘氨酸。结论XPS和电化学的分析表明,L-苹果酸和甘氨酸之间的相互促进增强了抛光液的腐蚀性,而H2O2则具有相反的作用,它可以增强抛光液的氧化,减缓抛光液对304不锈钢表面的腐蚀。