随着显示技术的快速发展,柔性显示技术因其优良性能,广泛应用于各行各业。不锈钢箔片具有良好的柔韧性、耐腐蚀性等优良性能,可充当柔性显示基底。但由于柔性显示基底对表面质量要求极高,因此需要对不锈钢材料进行超精加工。化学机械抛光是目前最好的全局平坦化技术,可用于对不锈钢材料的超精加工。其中,抛光液是化学机械抛光技术中的关键技术,然而目前已报道的不锈钢抛光液中,大多使用了强酸、强碱或其他强腐蚀性试剂,对操作人员及环境造成潜在危害,与绿色加工制造理念相悖,且仍存在抛光质量与效率难以兼顾的问题。因此,研究用于不锈钢的新型抛光液,具有重要现实意义。本文主要研究方向为新型304不锈钢抛光液,首先采用单因素实验,对304不锈钢抛光液成分及含量进行了优化,主要包括磨粒种类、pH值、氧化剂浓度、表面活性剂浓度以及络合剂浓度,最终确定304不锈钢新型抛光液的主要成分为:3 wt.%的粒径50 nm的Al2O3磨粒、0.3 wt.%H2O2、L-苹果酸调节pH值为3、0.3wt.%OP-10、1.5 wt.%甘氨酸和去离子水。该新型抛光液中所使用的添加剂如H2O2、L-苹果酸等均属于价格低廉且环境友好的试剂,对操作人员及环境无潜在危害。在此基础上,通过正交试验,研究了主要抛光工艺参数抛光压力、抛光垫转速及抛光时间等三种因素在不同水平下对304不锈钢化学机械抛光效果的影响。基于极差法对实验结果进行了分析,并得到最优抛光工艺参数组合:抛光压力为16.3kPa、抛光垫转速为100 rpm、抛光时间为35 min。最后,采用研制的新型抛光液及优化的工艺参数对304不锈钢进行抛光实验,在70×50μm~2的测量区域内,可将表面粗糙度Ra值降低至0.539 nm,且材料去除率MRR达到255.2 nm/min,实现了304不锈钢的绿色高质高效超精密加工。为探究化学机械抛光体系中各因素的交互作用,研究抛光液中各成分与304不锈钢表面在抛光过程中发生的反应,本文采用电化学实验、X射线光电子能谱实验、红外光谱实验等对304不锈钢化学机械抛光过程的机理进行探究。在一个材料去除周期内,304不锈钢表面会首先被H2O2氧化,产生一层氧化薄膜覆盖在工件表面;而后,该氧化薄膜与酸性环境下的H+发生反应,腐蚀溶解,产生金属离子;之后腐蚀产生的金属离子被L-苹果酸和甘氨酸络合,形成络合物并残存吸附在氧化层表面;最后,氧化吸附层在Al2O3磨粒的机械磨削作用下被去除,露出新鲜表面;至此,一个材料去除周期结束。如此循环往复,不锈钢表面损伤层逐渐被去除,最终形成超精表面。