一、 核心特性
高硬度:莫氏硬度9.0,仅次于金刚石和碳化硅。这使得它能有效切削和去除硬度较高的材料。
锋利的棱角:白刚玉晶体在破碎后能形成新的锋利切削刃,这种“自锐性”保证了在研磨过程中的持续高效率。
化学稳定性高:主要成分是α-Al₂O₃(氧化铝),在常温下耐酸、耐碱,不易与被加工材料发生化学反应,适合用于要求化学纯净度的场合。
纯度较高:白刚玉的Al₂O₃含量通常大于99%,杂质(如Fe₂O₃)含量低,避免了在抛光过程中引入杂质污染,尤其适用于对金属离子敏感的材料(如硅片、光学玻璃)。
可控的粒度和分布:可通过精密分级技术得到粒径分布极窄的微粉(如W系列、纳米级),这是实现超光滑表面和可控材料去除率的关键。
二、 在研磨液/抛光液中的应用与作用
作用:白刚玉微粉作为磨料,在压力下滚轧或刮擦工件表面,通过机械作用去除材料。通常使用粒径较大的微粉(如W40, W28, W20等)。
作用:使用粒径极细(如W7, W3.5, W1.5)甚至纳米级的白刚玉微粉。其作用机理更偏向于微小的塑性流动去除和化学机械抛光(当与化学添加剂配合时),能获得纳米级的光滑表面。
三、 关键性能指标
粒度与粒度分布:
标称粒度:如W40(约40μm)、W20、W7、W3.5、W1.0等。数字越小,粒度越细,表面光洁度越好,但去除率通常会降低。
粒度分布:分布越集中(窄),加工表面质量越均匀,划伤风险越低。D50(中位径)和D100(最大粒) 是关键控制参数。
化学成分:
Al₂O₃含量:越高越好,通常>99.5%。
杂质含量:严格控制Na、K、Fe、Ca、Si等元素的含量,特别是对于半导体和精密光学应用。
颗粒形貌:
理想的颗粒应是等积形、棱角分明的,而非片状或针状。这有助于均匀切削,减少深划痕。
悬浮性与分散稳定性:
在配制抛光液时,微粉必须在液体介质(水或油)中均匀、稳定地悬浮,不发生快速沉降和团聚。这需要通过表面改性(如用硅烷、偶联剂包覆)和添加分散剂来实现。
四、 主要应用领域
半导体行业:
硅晶圆的背减薄、边缘抛光。
一些化合物半导体(如SiC、GaN)衬底的粗抛。
封装环节的研磨。
精密光学行业:
光学玻璃、晶体(如K9、石英、蓝宝石)的粗磨和精磨。
树脂镜片、眼镜片的研磨。
金属加工与精密模具:
硬质合金、不锈钢、高碳钢等硬质金属的精密研磨,获得镜面效果。
蓝宝石加工:
蓝宝石衬底(用于LED)、窗口片、表镜的研磨和抛光。
其他:陶瓷、宝石、磁性材料等硬脆材料的加工。



