单晶金刚石材料的去除方式

1998年malshe等人总结论述了金刚石加工去除方式，虽然17年过去了但还没有产生新的去除机理。目前，关于金刚石去除机理主要有：微破碎、石墨化、气化、溅射和化学反应。1.微破碎去除

使用最早应用最广的机械研磨金刚石的去除方式就是金刚石表面材料的微破碎去除。微破碎去除是金刚石试件表面与金刚石磨粒或者较硬的陶瓷抛光盘接触、挤压和摩擦，产生压力和剪切力，使得金刚石的表面材料发生破坏，进而达到材料去除的目的。图为机械研磨后的金刚石表面，可以很容易看到沿金刚石表面“软方向”上形成的划痕，并且通过右边的三维图像可看到明显的破碎剥离的痕迹。但是这种去除机理往往在被加工的金刚石表面形成微小裂纹等损伤。

2.石墨化去除

石墨和金刚石都是晶态单质碳，仅从元素组成上看是完全一致的，但是石墨的硬度远小于金刚石的硬度。看似金刚石的稳定性高于石墨，实际上石塑结构处于稳态而金刚结构处于亚稳态。也就是说在一定条件下，金刚石可以山亚稳态越过能量势全转变为稳态的石墨。在没有铁、钴、银等催化剂的存在下，需要将金刚石加热到1500度才能够使得金刚石发生石墨化；在有铁、钴、線等催化剂的存在下，只需将金刚石加热到700°左右。热化学抛光就是利用高温催化的条件下，较硬的金刚石结构转化为较软的石墨结构进而达到材料去除的目的。

3.气化去除

随着科技的发展，高能束技术逐渐被学者应用于金刚石的加工。激光束便是其中之一，高强度的激光束照射在试件表面使其发生材料溶解或气化，进而去除材料。这一方法使得金刚石的加工有了一种新的机理，就是利用高能束在金刚石表面瞬间产生高温，材料气化去除。

4.溅射刻虫

溅射刻烛材料去除机理是利用高能粒子束撞击金刚石材料表面，破坏碳原子共价键，使碳原子从品体屮飞出。离子束抛光金刚石就足利用该机理，由于该方法是原子级的去除，所以一般抛光质量非常高，但是效率极低、加工成本较高。

化学反应

化学反应主要利用的是氧化还原反应，将金刚石中的碳氧化产生气体以达到去除材料地的。化学机械加工方法（化学机械抛光、机械化学抛光、化学辅助抛光和真空等离子化学抛光）就是利用了化学反应的去除机理。利用氧官能团（，加工金刚石的相关研究也是利用低温下化学反应达到材料去除的的。离子抛光中的等离子体抛光利用能与碳原子反应的等离子态的气体（氧气或氢气等）抛光金刚石。

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