很早以前看過這樣一個報道，說是德國、日本等幾個國家的科學家耗時5年時間，花了近千萬元打造了一個高純度的硅-28材料制成的圓球，這個1kg純硅球要求超精密加工研磨拋光，精密測(ce)量(liang)（球面度，粗糙(cao)度，質(zhi)量(liang)），可謂是世界上最圓的球了。

       研磨與拋光的區別

       研磨利用涂敷或壓嵌在研具上的磨料顆粒(li)，通過研具與工(gong)(gong)件在一定壓力(li)下(xia)的相對(dui)運動對(dui)加(jia)工(gong)(gong)表面(mian)(mian)(mian)進(jin)行的精整加(jia)工(gong)(gong)。研磨(mo)可用(yong)于加(jia)工(gong)(gong)各(ge)種金(jin)屬(shu)(shu)和(he)非金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)料，加(jia)工(gong)(gong)的表面(mian)(mian)(mian)形狀有平面(mian)(mian)(mian)，內、外圓(yuan)柱面(mian)(mian)(mian)和(he)圓(yuan)錐面(mian)(mian)(mian)，凸(tu)、凹(ao)球面(mian)(mian)(mian)，螺紋，齒面(mian)(mian)(mian)及其他型面(mian)(mian)(mian)。加(jia)工(gong)(gong)精度可達IT5～IT1，表面(mian)(mian)(mian)粗糙(cao)度可達Ra0.63～0.01微米。

       拋(pao)光是利用機械(xie)、化學或電化學的(de)作(zuo)用，使工件表(biao)面粗糙(cao)度(du)降低，以獲(huo)得光亮、平整(zheng)表(biao)面的(de)加工方法。 

   ;    兩(liang)者的(de)(de)主要(yao)區(qu)別在于：拋光(guang)達到的(de)(de)表面光(guang)潔度(du)(du)要(yao)比研磨(mo)(mo)更高，并(bing)且可以采用化(hua)學或者電化(hua)學的(de)(de)方(fang)(fang)法，而研磨(mo)(mo)基本只采用機械的(de)(de)方(fang)(fang)法，所使用的(de)(de)磨(mo)(mo)料(liao)粒(li)度(du)(du)要(yao)比拋光(guang)用的(de)(de)更粗(cu)，即粒(li)度(du)(du)大。

       現代電子工業，超精密拋光是靈魂

       超(chao)精(jing)密(mi)拋(pao)光技(ji)術在(zai)現代電子工業中所要(yao)完成(cheng)的(de)使(shi)命，不(bu)僅(jin)僅(jin)是平坦化不(bu)同的(de)材料(liao)，而且要(yao)平坦化多(duo)層(ceng)材料(liao)，使(shi)得幾(ji)毫米見方(fang)的(de)硅片通過(guo)這(zhe)種‘全局平坦化’形成(cheng)上萬(wan)至百萬(wan)晶體(ti)管組成(cheng)的(de)超(chao)大規(gui)模集(ji)成(cheng)電路。例(li)如人類(lei)發明的(de)計算(suan)機(ji)從(cong)幾(ji)十噸變身為現在(zai)的(de)幾(ji)百克(ke)，沒有(you)超(chao)精(jing)密(mi)拋(pao)光不(bu)行，它是技(ji)術靈魂。

       以(yi)晶(jing)片制造(zao)為例，拋光是(shi)整個(ge)工(gong)藝(yi)的最后(hou)環，目的是(shi)改善(shan)晶(jing)片加工(gong)前一道工(gong)藝(yi)所留下的微小(xiao)缺陷以(yi)獲得最佳的平行度(du)。

今天的(de)光電(dian)子信息產(chan)業(ye)水平(ping)，對作(zuo)為光電(dian)子基片材料(liao)(liao)的(de)藍寶石、單(dan)晶硅等材料(liao)(liao)的(de)平(ping)行度(du)要求越(yue)來越(yue)精(jing)密，已經達到(dao)了納米級。這就意味著，拋光工藝也已隨之進入(ru)納米級的(de)超精(jing)密程度(du)。

       超精密拋光工(gong)藝在現代制(zhi)造業中有多(duo)重(zhong)要，其(qi)應用的(de)領域能(neng)夠(gou)直接說明問(wen)題(ti)：集成電路(lu)制(zhi)造、醫(yi)療器械、汽車配(pei)件(jian)、數(shu)碼配(pei)件(jian)、精密模具、航(hang)空(kong)航(hang)天。

       頂級的拋光工藝只有美日等少數國家掌握

       拋光(guang)機的(de)(de)(de)核心器件是“磨盤”。超精密拋光(guang)對拋光(guang)機中磨盤的(de)(de)(de)材料構成和(he)技術要(yao)求近乎苛(ke)刻(ke)，這種由特(te)殊材料合(he)成的(de)(de)(de)鋼盤，不僅要(yao)滿(man)足自(zi)動(dong)化操作的(de)(de)(de)納米級(ji)精密度(du)，更要(yao)具備(bei)精確的(de)(de)(de)熱膨脹系數(shu)。

       當拋光(guang)機處在高速運轉狀態(tai)時(shi)，如果熱(re)膨脹作用導致磨盤的(de)(de)熱(re)變形，基片的(de)(de)平(ping)(ping)面(mian)度和平(ping)(ping)行度就無法保證。而這種不能被允許發生(sheng)的(de)(de)熱(re)變形誤差不是幾(ji)毫米(mi)(mi)或幾(ji)微米(mi)(mi)，而是幾(ji)納米(mi)(mi)。

　　目前(qian)，美(mei)國日本(ben)等國際頂級(ji)的拋光(guang)工藝已(yi)經(jing)可以滿(man)足60英寸(cun)基片原(yuan)材料的精密(mi)拋光(guang)要求（屬(shu)超大尺寸(cun)），他們據此(ci)掌控著超精密(mi)拋光(guang)工藝的核心(xin)技(ji)術(shu)，牢牢把握了全球市場的主動(dong)權。而(er)事實上(shang)，把握住這項技(ji)術(shu)，也就在很大程度上(shang)掌控了電子制造業的發展。

       日(ri)本產(chan)拋光(guang)機(ji)的研磨盤均(jun)為定制(zhi)，不進行批量生產(chan)，直接限制(zhi)了他國仿制(zhi)；美國的拋光(guang)設備銷往中國，價格一(yi)般都在1000萬元以(yi)上(shang)，而且銷售訂單(dan)已(yi)經排至2019年年底(di)，此前不接受任何(he)訂單(dan)。

   ;    如果把拋光工藝比作(zuo)做煎餅，把磨盤(pan)比作(zuo)鍋，別人的(de)鍋不粘鍋底，而我們國家還做不到。

       中國的超精密拋光技術水平在那個層次？

       作(zuo)為(wei)一(yi)套技術(shu)要求極高的合成工藝，超精密化學機械(xie)拋(pao)光工藝精必須由設備和(he)材料(liao)（拋(pao)光液）組成，二者缺一(yi)不可(ke)。

       我(wo)們國(guo)家研發(fa)的(de)(de)(de)“二(er)氧化(hua)(hua)鈰微(wei)球粒度標準(zhun)物(wu)質及其制備技術”已經具有成效(xiao)，二(er)氧化(hua)(hua)鈰新材料(liao)的(de)(de)(de)超精密(mi)拋(pao)光(guang)(guang)生(sheng)產(chan)試驗效(xiao)果和當前的(de)(de)(de)國(guo)際上傳統(tong)的(de)(de)(de)超精密(mi)拋(pao)光(guang)(guang)水平相差無幾。但是這只能說明我(wo)們掌握了拋(pao)光(guang)(guang)液(ye)的(de)(de)(de)相關技術，對于整體工藝來說，只有拋(pao)光(guang)(guang)液(ye)而沒有超精密(mi)拋(pao)光(guang)(guang)機，我(wo)們最(zui)多還只是賣材料(liao)的(de)(de)(de)。

       我(wo)國的相(xiang)關(guan)科(ke)研團隊其(qi)實對(dui)于(yu)當前的超精密(mi)拋光技術是有(you)著清醒的認識的，他們認為(wei)我(wo)們有(you)了頂級的拋光材(cai)料僅(jin)僅(jin)是基礎，我(wo)們首先解決(jue)磨盤問題，其(qi)次要解決(jue)拋光面積擴(kuo)大問題。

       有人說我們(men)既然(ran)購(gou)買了美(mei)國和(he)日本的(de)設(she)備，為(wei)什么不能(neng)直接(jie)仿制(zhi)呢，其實(shi)美(mei)國、日本拋光機磨盤的(de)材料構(gou)成和(he)制(zhi)作工藝是我們(men)看(kan)不透的(de)，也是仿制(zhi)不來的(de)主(zhu)要原(yuan)因。

       用(yong)什(shen)么材料和工藝才能合成這種熱膨脹率低、耐磨(mo)(mo)度(du)高(gao)、研磨(mo)(mo)面超精密的(de)磨(mo)(mo)盤，是我(wo)們首先需(xu)要集(ji)中力量攻克的(de)技術難題，這個問題一旦解(jie)決，60英(ying)寸(cun)拋光作業面也將不再是夢想。而這樣的(de)核心(xin)技術，永遠不能指望(wang)從別(bie)人(ren)手(shou)中獲得，除(chu)了依靠自己(ji)，我(wo)們別(bie)無(wu)選(xuan)擇。

       超精密加工技術將向超精密制造技術發展

       退一步講，即使我們掌握了超精密拋光技術，我們并沒有達到機械加工的最終點。因為，超精密加工技術還包括超精密車削、鏡面磨削、超精(jing)密研磨、機械化(hua)學(xue)拋光、電子(zi)束曝射、激(ji)光束加工、離子(zi)濺射和離子(zi)注入、金屬蒸鍍及分子(zi)束外延等(deng)。

       超精(jing)(jing)(jing)密(mi)加工(gong)技(ji)術(shu)以前往往是用在零(ling)件的(de)最終工(gong)序或者某幾個工(gong)序中，但目前一些(xie)領域中某些(xie)零(ling)部(bu)件整個制造過程或整個產品的(de)研制過程都要用到超精(jing)(jing)(jing)密(mi)技(ji)術(shu)，包括超精(jing)(jing)(jing)密(mi)加工(gong)、超精(jing)(jing)(jing)密(mi)裝配(pei)調試以及(ji)超精(jing)(jing)(jing)密(mi)檢測等，最典型的(de)例子就是美國(guo)國(guo)家點火裝置(zhi)（NIF）。

       所以，還是回歸到我(wo)們的(de)(de)文章的(de)(de)開頭，只有(you)原點，沒有(you)終點，機(ji)械加(jia)工的(de)(de)魅力就在于(yu)此，為了追(zhui)(zhui)求市(shi)場(chang)份額和利潤，別人有(you)的(de)(de)你要想盡一些辦法(fa)去趕超，而技術(shu)的(de)(de)領頭羊也一直再改進(jin)提高，做到更精，不斷的(de)(de)角(jiao)逐與追(zhui)(zhui)趕，促進(jin)了人類技術(shu)的(de)(de)大發(fa)展。