具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指在装配使用状态下的方位。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明第一方面提供一种研磨垫，如图1所示，所述研磨垫包括磨粒5、溶剂4以及具有纤维状结构3的基材2；所述磨粒5能均匀悬浮在所述溶剂4中；所述溶剂4和所述磨粒5填充在所述基材2的空隙中，所述溶剂4由具有胀塑性流体特性的材料构成。

由于所述磨粒5悬浮在溶剂中，而所述溶剂4由具有胀塑性流体特性的材料构成。当溶剂4受到变化外力时，其表面分子发生凝缩，阻尼系数增加，对受力面磨粒5产生夹持力，使磨粒5的摩擦力与切削能力大幅提高；当溶剂4所受外力消失，其表面分子凝缩解除，流动性恢复，磨粒5所受夹持力随即消失，能够瞬时回复悬浮状态。

相对于现有技术，本发明的技术方案能够通过让溶剂4在研磨过程中，对剪切力产生响应，对磨粒5的夹持力进行增减控制，融合了固着磨粒研磨和游离磨粒研磨的的优点，提高了硬、脆型材料的研磨效率，减少了材料表面损伤，同时具有低成本，无污染的优点。

所述磨粒5采用高硬度微纳米颗粒制成。优选地，选用金刚石、立方氮化硼、碳化硼、碳化硅、氧化铝、氧化铈、氧化锰中的任意一种或几种混合物，进一步优选地，选用金刚石、金刚砂、刚玉、三氧化二铝中的任意一种或几种混合物；所述磨粒5的直径范围选用0.5-3μm，莫氏硬度大于等于8。

由于无纺布和聚氨酯树脂具有一定的研磨能力，能够提高研磨效率，所述基材2选用无纺布和/或聚氨酯树脂。进一步地，所述基材2的密度小于0.4g/cm3，厚度小于等于10mm。

为了增强被研磨材料表面产生的化学作用，降低表面损伤层及划伤的产生。在所述溶剂4中添加添加剂，如活性剂、氧化剂或分散剂等；进一步地，所述添加剂可以是酸、碱、盐金属氧化物、非金属氧化物或以上几种混合物；优选地，所述添加剂占溶剂重量0.1-1％。

在一种可选的具体实施方式中，所述具有胀塑性流体特性的材料至少包括硅基高分子材料、有机高分子材料、有机硅氧树脂材料中的一种。优选地，选用端羟基硅氧烷树脂、苯基含氢硅油、甲基二甲氧基硅烷树脂、异丙黄酮凝胶以及聚氨酯树脂中的任意一种。

在另一种可选的具体实施方式中，所述溶剂4至少包括具有胀塑性的树脂、胀塑性的淀粉组合物、胀塑性的无机颗粒中的一种。

本发明第二发明提供一种研磨垫制备方法，所述研磨垫制备方法包括：

将所述磨粒5与所述溶剂4进行混合；通过混炼将磨粒5均匀悬浮于溶剂4中；优选地，磨粒5和溶剂4的混合比例为1：9～1：4；

将所述磨粒5和所述溶剂4填充至具有纤维状结构的基材2内部，以充满所述基材2的空隙；纤维状结构3形成基础的骨架。所述磨粒5和所述溶剂4可采用渗透的方式填充至具有纤维状结构3的基材2的空隙中；

通过加热的方式或振动摩擦的方式增加溶剂4的粘稠度，使得所述溶剂4半固定于所述基材2中；其中，所述加热的方式为恒温加热，加热温度为100-400摄氏度。

所述溶剂4由具有胀塑性流体特性的材料构成。

通过该方法制备的研磨垫，磨粒5能够均匀悬浮于在溶剂4的内部，并且当溶剂4受到变化外力时，其表面分子发生凝缩，阻尼系数增加，对受力面磨粒5产生夹持力，使磨粒5的摩擦力与切削能力大幅提高；当溶剂4所受外力消失，其表面分子凝缩解除，流动性恢复，磨粒5所受夹持力随即消失，能够瞬时回复悬浮状态。

相对于现有技术，本发明的技术方案能够通过让溶剂4在研磨过程中，对剪切力产生响应，对磨粒5的夹持力进行增减控制，融合了固着磨粒研磨和游离磨粒研磨的的优点，提高了加工效率的同时减轻了工件表面的损伤。

在实际研磨时，待研磨材料1与研磨垫的相对运动方式，可以为圆周旋转运动、直线往复运动或以上两种的复合运动，可以根据研磨材料特性、形状特性、表面特征研磨速率、研磨品质等要求进行选取。

下面利用实施例进一步详细说明本发明的技术方案，但需要注意的是，本发明不限于这些实施例。

实施例1

如图2所示，使用溶剂4为端羟丙基聚二甲基硅氧烷，在其中加入粒径1微米的金刚石磨粒为磨粒5，混炼均匀后，渗透进入无纺布研磨垫，加热300摄氏度保温2小时，制备成研磨垫。被研磨材料为2英寸SiC基板。下表1列出了研磨条件：

表1研磨条件

使用研磨垫，分别在不同转速条件下对SiC基板进行1小时研磨，可以发现当磨盘旋转速度不断提高时，材料去除效率得到大幅提升。由此可见，由于速度提升造成剪切力增加，促使溶剂4表面分子凝缩，阻尼系数变大，磨粒的夹持力增加，因此增加转速能够满足SiC基板的高效率的研磨。

实施例2

如图3所示，使用溶剂4为端羟丙基聚二甲基硅氧烷，在其中加入粒径1微米的金刚石磨粒为磨粒5，混炼均匀后，渗透进入无纺布研磨垫，加热300摄氏度保温2小时，制备成研磨垫。被研磨材料为2英寸SiC基板。下表2列出了研磨条件：

表2研磨条件

使用研磨垫，分别在不同压力条件下对SiC基板进行1小时研磨，可以发现当加工压力不断提高时，材料去除效率得到大幅提升。由此可见，由于压力提升造成剪切力增加，促使溶剂4表面分子凝缩，阻尼系数变大，磨粒的夹持力增加，因此增加转速能够满足SiC基板的高效率的研磨。

实施例3

如图4所示，使用溶剂4为端羟丙基聚二甲基硅氧烷，在其中加入粒径0.5微米、1微米、3微米和5微米的金刚石磨粒为磨粒5，混炼均匀后，渗透进入无纺布研磨垫，加热300摄氏度保温2小时，制备成研磨垫。被研磨材料为2英寸SiC基板。下表3列出了研磨条件：

表3研磨条件

使用研磨垫，分别在不同磨粒粒径条件下对SiC基板进行1小时研磨，可以发现当磨粒粒径不断提高时，材料去除效率提升幅度不明显。由此可见，由于溶剂4在未受到剪切力作用时，其为液态，悬浮于其中的磨粒所受重力与浮力达到平衡，露出液面的粒径高度变化不大，因此磨粒粒径对SiC基板的研磨效率影响较小，可以选用较大磨粒，降低加工成本。

实施例4

如图5所示，使用溶剂4为端羟丙基聚二甲基硅氧烷，在其中加入粒径1微米的金刚石磨粒为磨粒5，浓度分别调整为5wt％、10wt％、20wt％、30wt％混炼均匀后，渗透进入无纺布研磨垫，加热300摄氏度保温2小时，制备成研磨垫。被研磨材料为2英寸SiC基板。下表4列出了研磨条件：

表4研磨条件

使用研磨垫，分别在不同磨粒5浓度条件下对SiC基板进行1小时研磨，可以发现当磨粒浓度不断提高时，材料去除效率提升幅度明显。由此可见，溶剂4中磨粒5的浓度增加，参与研磨作用的磨粒也相应增加，从而提高了材料去除效率。因此，磨粒浓度对SiC基板的研磨效率影响明显，可以选用较高浓度磨粒。

实施例5

如图6所示，使用溶剂4为端羟丙基聚二甲基硅氧烷，在其中加入粒径1微米的金刚石磨粒为磨粒5，混炼均匀后，渗透进入无纺布研磨垫，加热300摄氏度保温2小时，制备成研磨垫。被研磨材料为2英寸蓝宝石、GaN、GaAs基板。下表5列出了研磨条件：

表5研磨条件

使用研磨垫，分别蓝宝石和GaN基板进行1小时研磨，可以发现材料去除效率均较高。

由上述实施例可见，该研磨垫可以满足蓝宝石、SiC、GaN等难加工材料的高效率加工的需求。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。