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鄒小姐：13326633089 -
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智能手機，作為二十一世紀最偉大的發明之一，它代表著人類科技的集大成之作，為無數人提供了各樣的便利，豐富了我們的生活。 在小編眼里，它更是一個行走的拋光工藝展覽。無數大師在拋光領域的奇思妙想在它身上體現的淋漓盡致。
拋光是指利用機械、化學或電化學的作用，使工件表面粗糙度降低，以獲得光亮、平整表面的加工方法。 一部手機，從外殼到前觸摸屏幕，從內部的芯片到外部的攝像頭，均需做拋光處理。 盡管不同部件，其拋光的具體的步驟不盡相同的，但相同點都是必須要用到研磨材料。
又稱為剛玉，莫氏硬度9，硬度很大，十分適合當研磨材料。氧化鋁粉體制備工藝成熟，通過控制氧化鋁的形貌可將其制為片狀，其平整光滑的片形表面對于被磨對象(如半導體硅晶片，智能手機外殼等等)來說不易劃傷，產品的合格品率可因此提高10％至15％。 所以，片狀氧化鋁已經成為了智能手機拋光領域的新寵。
一般的手機外殼材質有塑料材質、金屬材質、3D玻璃材料、陶瓷材料等。其中屬陶瓷與金屬材料運用較廣泛。
對于金屬外殼的拋光，將片狀氧化鋁作為主要磨料是較好的選擇
以經典的iPhone 6的金屬外殼拋光為例 ：
因為iPhone6手機鋁合金外殼，是經過CNC精雕成型—研磨處理—高光—本色電鍍—遮蓋—陽極—退遮成一個完整的手機外殼面板，會留下CNC刀紋。
用白色拋光皮+氧化鋁粗拋液，就可將CNC刀紋去除干凈，使表面形成一個亞光面。
前觸摸屏幕
一般手機的外屏幕都是一層很薄的鋼化玻璃，而玻璃的的主要成分是Sio2（莫氏硬度7）。對屏幕的拋光雖也可以用氧化鋁作為磨料，但市面上更常用的為氧化鈰（CeO2)。 究其原因是氧化鈰與氧化硅會發生化學反應，在玻璃表面產生含水的硅膠層、硅酸凝膠層，使得玻璃表面軟化，從而容易被拋光。 但考慮到氧化鋁磨料是比氧化鈰磨料更硬且更便宜的存在，在一些情況下也將氧化鋁配合氧化鈰一起使用。
攝像頭
隨著光學鏡片及其光學系統技術的升級和功能的提升，傳統的研磨及拋光方法，從精度和效率方面已不適應。
常用的光學鏡片拋光法之一是浴法拋光：將工件和拋光盤都淹沒在拋光液10～15mm中，通過攪拌器運作使拋光液處于懸浮狀態，不產生沉淀。 其中一般將氧化鋁和氧化鐵作為拋光液的磨料。
下面用該法進行一次拋光實驗
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超精密拋光前的熔融石英光學元件 |
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P-V（A) |
RMS(A) |
Ra(A) |
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平均 |
183.42 |
7.42 |
5.70 |
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范圍 |
2089.92 |
18.24 |
11.19 |
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標準偏差 |
186.88 |
2.91 |
1.82 |
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超精密拋光后的熔融石英光學元件 |
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P-V（A) |
RMS(A) |
Ra(A) |
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平均 |
14.24 |
0.91 |
0.77 |
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范圍 |
2.26 |
0.03 |
0.21 |
|
標準偏差 |
1.14 |
0.02 |
0.06 |
可以明顯對比得出表面粗糙度降低了。
芯片
如果將芯片看成一座大廈，晶圓就是這座大廈的地基。而這座“地基”也是需要經過一系列高精密拋光的。
為什么常將氧化鋁作為拋光晶圓時的磨料呢？
一方面因為可將氧化鋁粉制為平板狀，研磨時顆粒貼合工件表面，產生滑動的研磨效果，研磨壓力均勻分布在顆粒表面，顆粒不易破碎，從而提高了研磨效率和表面光潔度，對于半導體材料如晶圓，片狀氧化鋁粉的應用，可以減少磨削時間，大幅提高研磨效率，減少磨片機的損耗，節省人工和磨削成本，將成品率提升在90%以上。
另一方面當被拋光對象是碳化硅晶圓（莫氏硬度9.2）時，就不能使用硅溶膠拋光液或者較為柔軟的氧化鈰拋光液。 此時使用氧化鋁拋光液是一個較為理想的選擇：因為氧化鋁經過特殊的制備法可將硬度提高到9.2以上，在此基礎上還能將粒徑控制在100nm-150nm范圍內，使得碳化硅晶圓得以拋光至埃級的平整度。
片狀α-Al2O3常見的制備方法有水熱法、高溫固相法、涂膜法和熔鹽法等[1-4]。 其中，熔鹽法主要是以硫酸鋁、硫酸鋁鉀、氫氧化鋁等鋁鹽作為鋁源，以硫酸鈉、硫酸鉀、氯化鈉和氯化鉀等一種或幾種熔鹽為反應介質，通過高溫煅燒來制備片狀 α-Al2O3，一些制備方法中還添加了磷酸鹽、二氧化硅或二氧化鈦等添加劑[5-6]，以加快反應速率或獲得更好的形貌。熔鹽法具有反應周期短、晶體形貌可控、工藝簡單等優點，但是目前采用熔鹽法制備片狀α-Al2O3 的煅燒溫度一般為 1200 ℃，保溫時間為 3~5 h，制備條件相對苛刻，制備工藝需要進一步優化。
下面介紹一種優化后實驗室中的片狀氧化鋁制備法
分別稱取 4.5 g 氯化鈉和氯化鉀、2 g 氫氧化鋁和一定量的氟化鋁于研缽中，研磨混合均勻。然后，將樣品放入鼓風干燥箱，于 120 ℃干燥 3 h，結束后取出樣品并轉移至氧化鋁坩堝，隨后放入箱式電阻爐中，以升溫速率為 9 ℃/min 升至設置溫度（700~1000 ℃）后保溫一段時間（30~180 min）。待樣品冷卻至室溫，取出坩堝，將坩堝內的樣品轉移至燒杯中， 向燒杯中加入水，放入超聲波清洗機進行超聲分散溶解，待完全溶解，靜置 6~8 h 后去除上清液，如此反復 3 次。最后，將獲得樣品放入鼓風干燥箱進行干燥，干燥完成即得到片狀α-Al2O3 樣品。
多次實驗結果表明，當氟化鋁與氫氧化鋁的質量百分比為 5%、保溫時間為 180 min、煅燒溫度在 750 ℃及以上時，制備出徑向尺寸約為 5.1 μm、厚度約為 280 nm、徑厚比約為 18 的多邊形片狀 α-Al2O3。 此反應體系中，氟化鋁的存在加速了反應的進行，在保溫時間為 180 min 的條件下，使得片狀 α-Al2O3 的煅燒溫度由 1200 ℃降低至 750 ℃，優化了熔鹽法制備片狀氧化鋁的工藝，極大地降低了能耗，為片狀 α-Al2O3 的低碳綠色制備提供了一條新的途徑。[7]
[1] 楊嵐婷，王兆文，楊酉堅，等．以粉煤灰為原料制備用于導熱填料的板片狀氧化鋁[J]．輕
金屬，2022（2）：1-4，13． YANG Lanting，WANG Zhaowen，YANG Youjian，et al．Preparation of plate-like alumina used as thermal conductive filler from fly ash[J]．Light Metals，2022（2）：1-4，13．
[2] 孫敬會，卿培林．高溫固相法制備片狀氧化鋁[J]．中國陶瓷，2021，57（12）：34-38，
52． SUN Jinghui，QING Peilin．Preparation of flake aluminum oxide powder by high temperature
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[3] 孫敬會，伊家飛，徐敬堯，等．基于薄膜技術制備超細片狀氧化鋁的研究[J]．真空科
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40（8）：4187-4195． ZHANG He，SHAO Guoqiang，SHI Hebang，et al．Key parameters of preparing flake alumina by molten salt method[J]．Chemical Industry and Engineering Progress，2021，40（8）：4187-4195．
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morphological control of α-Al2O3 platelets via solid-state reaction[J]．China Petroleum
Processing ＆ Petrochemical Technology，2016，18（4）：19-24．
[7]徐敬堯,周小麗,孫敬會,曹阿林,卿培林.基于復合熔鹽低溫制備片狀α-氧化鋁的研究[J/OL].無機鹽工業:1-9[2023-01-13].DOI:10.19964/j.issn.1006-4990.2022-0233.
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