蓝宝石(α-alumina,Al2O3)具有高硬度和强度、可见光与红外光谱的透明性、抗热冲击性能、电绝缘性等特性,被广泛应用于军事电子、航空航天、工业生活等领域。但是传统的蓝宝石研磨方法存在加工效率低问题,这严重影响了蓝宝石在各领域的应用。化学气相沉积(CVD)金刚石涂层工具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定和热导率,其优越的切削性能使其成为高效加工硬脆非金属材料的理想工具。针对蓝宝石研磨加工中存在的问题,本文提出采用热丝化学气相沉积(HFCVD)法制备的不同表面形貌的CVD金刚石涂层工具,利用CVD金刚石涂层工具对蓝宝石晶体进行研磨加工,以提高蓝宝石的加工效率。论文的主要工作与成果如下:(1)开展了CVD金刚石涂层工具制备研究,研究了制备工艺参数对CVD金刚石薄膜表面形貌的影响。通过控制沉积工艺条件,在硬质合金工具基体表面制备出了球状、棱锥形和棱柱形三种典型表面形貌的CVD金刚石涂层。(2)从机械和化学作用对蓝宝石CVD金刚石涂层工具研磨加工机理进行研究,建立了CVD金刚石涂层工具的单颗磨粒微观去除模型,对不同表面形貌的CVD金刚石涂层工具的材料去除率和切向力进行了研究。采用SEM、EDS和拉曼光谱分析测试了研磨后的CVD金刚石涂层,分析了研磨过程中的化学反应机理。(3)通过实验研究了CVD金刚石涂层工具研磨蓝宝石晶体时工艺参数对材料去除率和表面粗糙度的影响。在较高效率的工艺参数组合下得到材料去除率为2.55μm/min,表面粗糙度Ra为0.369μm。在较低的表面粗糙度工艺参数组合下获得材料去除率为1.68μm/min,表面粗糙度Ra为0.271μm。