CN117754365A - 一种无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法，包括以下步骤：提供以下质量分数的组分：1wt.％～10wt.％的琼脂、5wt.％～30wt.％的有机膦酸、5wt.％～15wt.％的磨料，余量为去离子水；将以上组分混合，得到固态电解质凝胶；将固态电解质凝胶按无液电化学研磨/电化学机械抛光加工需求切割成凝胶垫；将工件放置在凝胶垫的表面；对工件加载高电势，对凝胶垫加载低电势，利用固态电解质基质构成电通道，使工件与凝胶垫相接触的局部高点进行电化学反应形成钝化膜，并利用固态电解质凝胶的磨料去除钝化膜，以实现待处理工件的精整化。在整个加工过程中，无需添加任何液体，实现无液电化学研磨/电化学机械抛光。
Description
技术领域
本发明涉及研磨抛光技术领域，更具体地，涉及一种无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法。
背景技术
薄壁零件作为常见的工程产品，在电子信息、航空航天、国防军工、能源交通和材料工程等领域得到广泛应用。面对相关领域对薄壁零件服役性能的需求，往往需要对其进行精密或超精密加工以达到所要求的加工质量，如半导体晶圆、Si晶圆上的镀铜层，用于音圈电机的金属弹簧片，用于摩托车的刹车盘，用于爆轰、飞层撞靶等精密物理实验的纯金属飞层等。
面对不同材料薄壁零件进行机械加工时，零件的加工方式和零件表面材料去除的非均匀性等会影响零件的加工质量；此外，由于受到毛坯内应力、工装夹紧力、加工过程中切削力和切削热以及加工表面残余应力等多种因素影响，薄壁零件常常会出现翘曲、弯曲和扭曲等形式的加工变形，具有复杂性和多样性，严重影响零件的加工精度。因此，目前现有技术采用基于化学、电化学等多场作用的特种复合加工技术，如化学机械抛光、电化学抛光、电致化学抛光、电化学机械抛光(Electrochemical mechanical polishing，ECMP)，基于化学、电化学与机械的协同作用大幅弱化或抑制加工过程中力作用的负面影响。其中，电化学机械抛光通过电化学反应在金属零件表面生成一层钝化膜抑制电解，再利用磨具的摩擦作用将钝化膜高点擦除，避免工件表层与磨料直接接触，相比其他抛光方法，材料去除率更高。
目前针对薄壁零件的电化学机械抛光仍然存在以下问题：
1.传统电化学机械抛光加工中存在液态电解质，受工件与抛光垫间接触压强影响，容易聚集在工件边缘，使该区域离子浓度高，电阻率小，相较工件中心区域，工件边缘材料更易去除，恶化工件加工精度。
2.液态电解质受热易形成盐雾，使周边与其接触的金属零部件发生盐雾腐蚀，影响金属零部件的使用寿命。
3.边缘杂散电流腐蚀是电化学加工/电化学复合加工的常见问题，在工件边缘存在的尖端效应易使工件边缘形成高电势，被过度去除材料，进而恶化工件加工精度。
发明内容
本发明为克服现有电化学研磨/电化学机械抛光使用液体电解质存在的杂散电流腐蚀造成工件边缘材料过度去除、加工精度低、盐雾腐蚀的问题，提供一种无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法，包括以下步骤：
(1)提供以下质量分数的组分：1wt.％～10wt.％的琼脂、5wt.％～30wt.％的有机膦酸、5wt.％～15wt.％的磨料，余量为去离子水；将所述琼脂、所述有机膦酸、所述磨料和所述去离子水混合，使所述磨料分散在所述琼脂、所述有机膦酸和所述去离子水形成的固态电解质基质中，得到固态电解质凝胶；将所述固态电解质凝胶按无液电化学研磨/电化学机械抛光加工需求切割成凝胶垫；
(2)将待处理工件放置在所述凝胶垫的表面；
(3)对所述待处理工件加载高电势，对所述凝胶垫加载低电势，利用所述固态电解质基质构成电通道，使所述待处理工件与所述凝胶垫相接触的局部高点进行电化学反应形成钝化膜，并利用所述固态电解质凝胶的磨料去除所述钝化膜，以实现所述待处理工件的精整化。
实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
1)本发明通过多次试验对固态电解质凝胶的成分及其浓度进行合理改良，实现无液电化学研磨/电化学机械抛光，克服了现有电化学研磨/电化学机械抛光中液体电解质存在的杂散电流腐蚀问题，进一步抑制了工件的边缘效应带来的工件边缘被过度去除材料现象。
2)采用本发明的无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法处理后的工件的表面质量可得到迅速改善，且适用于薄壁曲面工件。
3)本发明通过多次试验对固态电解质基质的组分进行合理选择，使本发明的固态电解质基质能够与待处理工件的金属离子发生电化学反应形成电解产物，进而凭借其导电性补充在加工过程中所消耗的固态电解质，避免因固态电解质消耗降低工作电流导致材料去除率降低的问题，且可增加固态电解质凝胶的使用寿命，提高工作效率，降低成本。
4)本发明的加工方法中工件仅在与固态电解质凝胶接触区域内发生电化学反应，进一步克服工件边缘材料过度去除、恶化加工精度的问题，同时，工件与固态电解质凝胶接触面积减少，更易清洗。
5)本发明在无液电化学研磨/电化学机械抛光过程中完全采用固态电解质，使得液态电解质受热蒸发生成盐雾使周边金属零部件产生盐雾腐蚀的问题得到解决。
6)相较于现有的电化学研磨或电化学机械抛光的方法，本发明在加工过程中所使用的电解槽和辅助设备可大大简化，减少占用空间的同时，操作简便，适用于工业化制造，加工成本低。
附图说明
图1为本发明实施例的无液电化学研磨/电化学机械抛光原理示意图。
图2为本发明实施例的固态电解质凝胶制作示意图。
图3为本发明实施例的凝胶垫制作示意图。
图4为本发明实施例1的ECMP工作原理图。
图5为本发明实施例1的ECMP装置连接实景图。
图6为本发明实施例1的试验实景(I)。
图7为本发明实施例1的试验实景(Ⅱ)。
图8为本发明实施例1的试验实景(Ⅲ)。
图9为本发明实施例1的试验实景(Ⅳ)。
图10为本发明实施例1在不添加抛光液条件下进行抛光试验实景(Ⅴ)。
图11为本发明实施例1的工件厚度测量示意图。
图12为本发明实施例1不同电位下在不添加电解液情况下抛光前后工件径向轮廓变化图。
图13为本发明实施例1在不添加电解液情况下对工件抛光30min前后平面度对比图。
图14为本发明实施例1在不添加电解液情况下对工件抛光30min前后粗糙度对比图。
图15为本发明实施例2在无液ECMP对工件抛光30min前后平面度对比图。
图16为本发明实施例2在无液ECMP对工件抛光30min前后粗糙度对比图。
图17为本发明实施例3在无液ECMP对薄壁曲面工件抛光30min前后粗糙度对比图。
其中：1、待处理工件，2、钝化膜，3、磨料，4、固态电解质基质，5、第一混合液，6、磁性搅拌粒，7、加热型磁力搅拌器，8、受热融化的琼脂，9、第二混合液，10、有机膦酸的结晶水或水溶液，11、第三混合液，12、激光切割后的固态电解质凝胶，13、凝胶垫。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式限制本发明。
本发明提出了完全采用固态电解质的无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法，目的在于克服现有电化学研磨/电化学机械抛光使用液体电解质存在的杂散电流腐蚀的问题，基于此，本发明公开了一种无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法，请参照图1～图3，图1为本发明实施例的无液电化学研磨/电化学机械抛光原理示意图，图2为本发明实施例的固态电解质凝胶制作示意图，图3为本发明实施例的凝胶垫制作示意图，包括以下步骤：
(1)提供以下质量分数的组分：1wt.％～10wt.％的琼脂、5wt.％～30wt.％的有机膦酸、5wt.％～15wt.％的磨料3，余量为去离子水。将琼脂、有机膦酸、磨料3和去离子水混合，使磨料3分散在琼脂、有机膦酸和去离子水形成的固态电解质基质4中，得到固态电解质凝胶。将固态电解质凝胶按无液电化学研磨/电化学机械抛光加工需求切割成凝胶垫13。
(2)将待处理工件1放置在凝胶垫13的表面。
(3)对待处理工件1加载高电势，对凝胶垫13加载低电势，利用固态电解质基质4构成电通道，使待处理工件1与凝胶垫13相接触的局部高点进行电化学反应形成钝化膜2，并利用固态电解质凝胶的磨料3去除钝化膜2，以实现待处理工件1的精整化。
具体的，如图1所示，本发明的无液电化学研磨/电化学机械抛光的工作原理描述如下：将待处理工件1放置在以去离子水、有机膦酸、琼脂和磨料3为原料的固态电解质凝胶的表面，然后将待处理工件1和固态电解质凝胶之间形成电势差，利用固态电解质基质4构成电通道，使待处理工件1表面与固态电解质凝胶接触的局部高点发生电化学反应生成易去除的钝化膜2，而后通固态电解质凝胶的磨料3与钝化膜2发生划擦作用实现钝化膜2的去除，如此往复循环，以实现工件精整化。
在一具体实施例中，有机膦酸包括氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸和二乙烯三胺五甲叉膦酸中的一种或两种以上。优选的，有机膦酸为羟基乙叉二膦酸(HEDP)。本发明利用HEDP的螯合性，使其能够与待处理工件1的金属离子发生电化学反应形成电解产物，上述电解产物凭借其导电性补充在加工过程中所消耗的固态电解质，避免因固态电解质消耗降低工作电流导致材料去除率降低的问题，且可增加固态电解质凝胶的使用寿命，提高工作效率，降低成本。
在一具体实施例中，固态电解质凝胶的离子电导率为1.25S/m。
在一具体实施例中，磨料3包括SiO2、CeO2、SiC和Al2O3中的一种或两种以上。
在一具体实施例中，磨料3的粒径为10nm～50μm。
在一具体实施例中，固态电解质凝胶的厚度为1.5mm～5mm。
在一具体实施例中，固态电解质凝胶的厚度包括但不限于1.5mm、2mm、3mm、3.5mm、4mm、5mm等。
具体的，本发明通过多次试验对固态电解质凝胶的成分及其浓度进行合理优化，使本发明的固态电解质凝胶具有优异的电导率和去除率，且本发明的固态电解质凝胶成分简单，耗材成本低。
在一具体实施例中，步骤4)具体包括：将凝胶垫13固定在研磨/抛光机磨盘上，将待处理工件1放置凝胶垫13上方。
在一具体实施例中，如图2～图3所示，固态电解质凝胶的制备方法具体包括以下步骤：
(100)将琼脂、有机膦酸、磨料3和去离子水混合，得到混合液。
在一具体实施例中，上述步骤(100)具体包括以下步骤：
(110)按照上述固态电解质凝胶的组成配比将磨料3、琼脂、有机膦酸和去离子水进行配置。
(120)将磨料3与温度为100℃的去离子水混合，得到第一混合液5。
在一具体实施例中，步骤(120)具体为将磨料3加入温度为100℃的去离子水中搅拌10min。
(130)将琼脂加热至100℃后与第一混合液5混合，得到第二混合液9。
在一具体实施例中，步骤(130)具体为将琼脂加热至100℃，得到受热融化的琼脂8后慢慢倒入第一混合液5中，继续搅拌10min。
(140)将有机膦酸的结晶水或水溶液10与第二混合液9在温度为100℃的条件下混合，得到第三混合液11。
在一具体实施例中，步骤(140)具体为将有机膦酸的结晶水或水溶液10加入第二混合液9中，保持在100℃的条件下搅拌1h。
在一具体实施例中，上述步骤(120)至步骤(140)中的搅拌均可采用含有磁性搅拌粒6的加热型磁力搅拌器7进行磁力搅拌，且需控制磁力搅拌的搅拌速率，保证成分混合均匀。
(200)将混合液涂敷在树脂模具上冷却后进行干燥，得到固态电解质凝胶；其中，磨料3分散在琼脂、有机膦酸和去离子水形成的固态电解质基质4中。
在一具体实施例中，上述步骤(200)具体包括以下步骤：
(210)将第三混合液11涂敷在树脂模具上冷却后在温度为50℃～70℃的条件下干燥1h，得到固态电解质凝胶。
(300)将固态电解质凝胶按加工需求切割成凝胶垫13。
在一具体实施例中，上述步骤(300)具体包括以下步骤：
(310)对固态电解质凝胶采用激光切割，得到激光切割后的固态电解质凝胶12。
(320)采用刀具在激光切割后的固态电解质凝胶12的表面加工排屑槽，得到凝胶垫13。
在一具体实施例中，刀具包括车刀和滚刀中的一种。
在一具体实施例中，待处理工件1包括薄壁曲面工件和规则薄壁工件中的一种。
在一具体实施例中，在加工过程中，可采用砂轮、电镀或钎焊的金刚石修垫器对凝胶垫13进行修整，以保持研磨或抛光去除效率。
具体的，本发明将固态电解质凝胶应用于无液电化学研磨/电化学机械抛光，以解决现有电化学研磨/电化学机械抛光中由于边缘杂散电流腐蚀、造成工件边缘材料过度去除、加工精度低以及盐雾腐蚀的问题。同时，使用本发明的加工方法处理后的工件的表面粗糙度可得到迅速改善，并适用于薄壁曲面工件。
以下为具体实施例
实施例1
本实施例1首先对固态电解质凝胶的成分进行筛选，建立ECMP动态试验，图4为本发明实施例1的ECMP工作原理图，在选定电位下使用ECMP抛光台与聚氨酯抛光垫加工Φ80×2.5mm铜片(纯度为99.9％)，通过工件表面质量以验证HEDP作为固态电解质基础成分的可行性，ECMP试验条件如下：电化学机械抛光平台、饱和甘汞电极(SCE)、硫酸亚汞电极(Hg2SO4)、电子天平、试验铜件(Φ80×2.5mm)、ZYP230型研磨抛光机、工件夹持机构，ECMP待筛选电解液成分构成如表1所示，ECMP试验参数如表2所示。本发明实施例1的ECMP装置连接实景图如图5所示。
表1ECMP待筛选电解液成分构成
| 成分 | 质量分数(PH＝8) |
| 羟基乙叉二膦酸HEDP | 6wt％ |
| 甲基苯并三氮唑TTA | 0.3wt％ |
| 柠檬酸三铵TAC | 3wt％ |
表2ECMP试验参数
| 工件大小(mm) | Φ80*2.5 |
| 抛光垫材质 | 聚氨酯 |
| 电位vs.SCE(V) | 6～10 |
| 转速(rpm) | 30 |
| 配重(kg) | 2.5 |
| 流量(ml/min) | 20/40 |
| 电解液温度(℃) | 20～25 |
试验结果与分析如下：
本发明实施例1的试验实景(I)，如图6所示。在试验中，对电极间电压加至17V，但工作电极相对参比电极间电位始终在2V～3V左右，对电极间电流最大值可达107mA。此外，抛光垫的白色表面出现污渍，说明工件与HEDP发生电化学反应并产生了电解产物。更重要的是随着时间的延长，电流可稳定维持在100mA左右，说明在不添加电解液条件下，携带电解产物的聚氨酯抛光垫可导通电流，说明工件与HEDP的电解产物可以承担电解质角色。
为探索该电解产物作为电解质的可行性，进行电化学机械抛光试验，试验参数如表2所示。本发明实施例1的试验实景(Ⅱ)，如图7所示。结果发现工件初始5s内发生细微程度的钝化现象，抛光垫出现污渍，但随后10min内无明显钝化现象，但再过15min后，工件出现明显钝化现象，抛光垫出现大量深色污渍，此时，在蠕动泵吸取部分电解液后，使电解液液面低于抛光垫，而且在工作电极相对参比电极电压达到5V下工件电流达1.4A，远高于起始的100mA，说明随着时间推移，电解产物可以有效地充当电解质。
为进一步探索HEDP作为固态电解质基础成分的可行性，本发明通过万用电表测试其电压以判断其导电性。如图8～图9所示，图8为本发明实施例1的试验实景(Ⅲ)，图9为本发明实施例1的试验实景(Ⅳ)，将电解槽使用去离子水清洗，待其自然干燥后使用少许去离子水将抛光垫表面润湿，分别将工件外置于电解槽和内置于电解槽中。当工件外置于电解槽中时，将工件不与抛光垫相接触，当工件内置于电解槽中时，将工件放置在抛光垫的表面，以工件为阳极及电解槽为阴极加载电压10V，并用万用电表根据电路逐一检查每一环节，结果发现保持工件外置电解槽时，工件与电极盘之间电压U2＝9.17V；工件内置时与电极盘之间电压U3＝5.6V，这说明浸润电解产物的聚氨酯垫具有一定导电性，并在电回路中占据了一部分电压。但该抛光垫导电性不如铜，因为其与工件接触时未发现明显放电、两端电压骤然降低现象。
本发明随后在不添加电解液条件下采用浸润电解质聚氨酯垫进行电化学机械抛光。如图10～图11所示，图10为本发明实施例1的在不添加抛光液条件下进行抛光试验实景(Ⅴ)，图11为本发明实施例1的工件厚度测量示意图，结果如图12所示，图12为本发明实施例1不同电位下在不添加电解液情况下抛光前后工件径向轮廓变化图，可以发现在不同电位下进行抛光后可见其径向轮廓明显平整。
为更进一步确定其精整化效果，本发明实施例1在不添加电解液情况下对工件进行抛光30min，并对其前后平面度和粗糙度进行对比。如图13～图14所示，图13为本发明实施例1在不添加电解液情况下对工件抛光30min前后平面度对比图，图14为本发明实施例1在不添加电解液情况下对工件抛光30min前后粗糙度对比图，测量其平面度结果如下：在10V电位下抛光30min时，工件平面度由PV 32.0μm降为PV 26.9μm，粗糙度由Ra 470.1nm降为Ra 283.0nm。
本发明通过试验对固态电解质基质的组分进行合理选择，发现工件与HEDP发生电化学反应并产生了电解产物，同时所产生的电解产物可以有效地充当电解质，进而凭借其导电性补充在加工过程中所消耗的固态电解质，避免因固态电解质消耗降低工作电流导致材料去除率降低的问题，因此确定有机膦酸优选为HEDP。
实施例2
基于实施例1的效果，为实现稳定的抛光效果，需要以确定组分的固态电解质进行电化学机械抛光。然而，聚氨酯垫的组分复杂，难以作为固态电解质的基质。因此本发明以琼脂作为固态电解质的基质，添加HEDP以保证固态电解质的电导率，添加磨料以保证固态电解质的机械作用。
具体的，本实施例的固态电解质凝胶包括以下质量分数的组分：10wt.％的琼脂、20wt.％的HEDP、5wt.％的SiO2，余量为去离子水，SiO2的粒径为10nm～50μm。
本实施例固态电解质凝胶垫的制备方法，包括以下步骤：
1)按照上述配比进行称重。
2)将磨料加入温度为100℃的去离子水中并通过磁力搅拌10min。
3)将琼脂加热至100℃，待其融化后慢慢倒入步骤2)得到的混合液中，继续通过磁力搅拌10min。
4)将含有HEDP的水溶液加入步骤3)得到的混合液中，保持在100℃下磁力搅拌1h。
5)将步骤4)得到的混合液涂敷在树脂模具上冷却后在温度为60℃的条件下干燥1h，得到固态电解质凝胶，固态电解质凝胶的离子电导率为1.25S/m，厚度为5mm。
6)对固态电解质凝胶采用激光切割，得到激光切割后的固态电解质凝胶，采用车刀或滚刀在激光切割后的固态电解质凝胶的表面加工排屑槽，得到固态电解质凝胶垫。
为进一步确定本实施例的固态电解质凝胶垫精整化效果，在选定电位下使用本实施例的固态电解质凝胶垫加工Φ80×2.5mm铜片(纯度为99.9％)30min。无液ECMP试验参数如表3所示。
表3平面工件无液ECMP试验参数
| 工件大小(mm) | Φ80*2.5 |
| 抛光垫材质 | 固态电解质凝胶垫 |
| 电压(V) | 6 |
| 转速(rpm) | 30 |
| 配重(kg) | 2.5 |
结果如图15～图16所示，图15为本发明实施例2在无液ECMP对工件抛光30min前后平面度对比图，图16为本发明实施例2在无液ECMP对工件抛光30min前后粗糙度对比图，发现其平面度及粗糙度均有一定改善，其中，平面度由PV＝5.6μm降为PV＝5.3μm，粗糙度由Ra359.4nm降为Ra 167.2nm。为保障工件面形精度，需要采用砂轮对凝胶垫定时修整，修整间隔时限1h～3h不等。从加工结果可以看出工件材料与HEDP的电解产物可以替代化学反应消耗的HEDP以承担电解质角色，不会因为HEDP化学反应消耗而降低电流导致材料去除率降低，其轮廓图显示其凸起区域的材料去除率为0.5μm/min，且比较稳定，与一般CMP相比材料去除率较高。
实施例3
为证明本发明基于固态电解质的无液电化学机械抛光方法不光适用于平面零件，也可以适用于曲面零件，拓展了电化学机械抛光方法的应用范围。因此本发明以琼脂作为固态电解质的基质，添加HEDP以保证固态电解质的电导率，添加磨料以保证固态电解质的机械作用，对曲面零件进行电化学机械抛光试验。
具体的，本实施例的固态电解质凝胶的组分与实施例2相同，并按照实施例2的制备方法得到本实施例的凝胶垫。在选定电位下使用本实施例的固态电解质凝胶垫加工Φ80mm的非球面纯铜构件30min。无液ECMP试验参数如表4所示。
表4非球面工件无液ECMP试验参数
| 工件大小(mm) | φ80 |
| 抛光垫材质 | 固态电解质凝胶垫 |
| 电压(V) | 6 |
| 转速(rpm) | 30 |
| 配重(kg) | 2.5 |
结果如图17所示，图17为本发明实施例3在无液ECMP对薄壁曲面工件抛光30min前后粗糙度对比图，发现粗糙度由Ra 276.4nm降为Ra 137.6nm，同样可使粗糙度得以改善，证明了本发明的无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法可以高效实现工件表面精整化，使处理后的工件的表面粗糙度可得到迅速改善，且可适用于薄壁曲面工件。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)提供以下质量分数的组分：1wt.％～10wt.％的琼脂、5wt.％～30wt.％的有机膦酸、5wt.％～15wt.％的磨料，余量为去离子水；将所述琼脂、所述有机膦酸、所述磨料和所述去离子水混合，使所述磨料分散在所述琼脂、所述有机膦酸和所述去离子水形成的固态电解质基质中，得到固态电解质凝胶；将所述固态电解质凝胶按无液电化学研磨/电化学机械抛光加工需求切割成凝胶垫；
(2)将待处理工件放置在所述凝胶垫的表面；
(3)对所述待处理工件加载高电势，对所述凝胶垫加载低电势，利用所述固态电解质基质构成电通道，使所述待处理工件与所述凝胶垫相接触的局部高点进行电化学反应形成钝化膜，并利用所述固态电解质凝胶的磨料去除所述钝化膜，以实现所述待处理工件的精整化。
2.根据权利要求1所述的无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法，其特征在于，所述固态电解质凝胶的离子电导率为1.25S/m。
3.根据权利要求1所述的无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法，其特征在于，所述有机膦酸包括氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸和二乙烯三胺五甲叉膦酸中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法，其特征在于，所述磨料包括SiO2、CeO2、SiC和Al2O3中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法，其特征在于，所述磨料的粒径为10nm～50μm。
6.根据权利要求1所述的无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法，其特征在于，所述固态电解质凝胶的厚度为1.5mm～5mm。
7.根据权利要求1所述的无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法，其特征在于，所述固态电解质凝胶的制备方法包括以下步骤：
将所述琼脂、所述有机膦酸、所述磨料和所述去离子水混合，得到混合液；
将所述混合液涂敷在树脂模具上冷却后进行干燥，得到所述固态电解质凝胶；其中，所述磨料分散在所述琼脂、所述有机膦酸和所述去离子水形成的固态电解质基质中。
8.根据权利要求7所述的无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法，其特征在于，将所述磨料与温度为100℃的去离子水混合，得到第一混合液；
将所述琼脂加热至100℃后与所述第一混合液混合，得到第二混合液；
将有机膦酸的结晶水或水溶液与所述第二混合液在温度为100℃的条件下混合，得到第三混合液；
将所述第三混合液涂敷在树脂模具上冷却后在温度为50℃～70℃的条件下干燥1h，得到所述固态电解质凝胶。
9.根据权利要求1所述的无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法，其特征在于，将固态电解质凝胶按加工需求切割成凝胶垫，具体包括以下步骤：
对所述固态电解质凝胶采用激光切割，得到激光切割后的固态电解质凝胶；
采用刀具在所述激光切割后的固态电解质凝胶的表面加工排屑槽，得到所述凝胶垫。
10.根据权利要求1所述的无液电化学研磨/电化学机械抛光的方法，其特征在于，所述待处理工件包括薄壁曲面工件和规则薄壁工件中的一种。
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