Қара кремний өнімдеріне кіріспе және оларды құммен өңдеуде қолдану
Қара кремний- өте күшті жарық сіңіру қабілеті және бірегей микро-нано бетінің морфологиясы үшін аталған арнайы беттік құрылымы бар функционалды кремний материалы. Соңғы жылдары жоғары деңгейлі өндірісте беттік өңдеу дәлдігі мен материалдың өнімділік талаптарының жақсаруымен қара кремний фотоэлектроникада, оптоэлектроникада, жартылай өткізгіштерде, оптикалық компоненттер өндірісінде және басқа да салаларда тамаша физикалық және химиялық қасиеттерімен кеңінен қолданыла бастады. Сонымен қатар, қара кремний біртіндеп беттік құммен өңдеу өнеркәсібіне еніп, тамаша өнімділігі бар құммен өңдеу материалының жаңа түріне айналды.
I. Қара кремнийдің негізгі сипаттамалары
Қара кремний кремний бетін бірқатар микро-нано құрылым дайындау технологиялары (мысалы, реактивті ионды ою, металл көмегімен химиялық ою, лазермен индукцияланған ою және т.б.) арқылы өңдеу арқылы түзіледі. Оның беті тығыз конус немесе бағаналы құрылымды көрсетеді, бұл жарықтың шағылысуын айтарлықтай төмендетуі мүмкін. Көрінетін және жақын инфрақызыл диапазондағы шағылысу тіпті 1%-дан аз болуы мүмкін, сондықтан ол қою қара түсті болып көрінеді.
Қара кремний тек тамаша оптикалық қасиеттерге ғана емес, сонымен қатар жоғары қаттылыққа, жоғары тазалыққа, тозуға төзімділікке және коррозияға төзімділікке ие. Оның бөлшектерінің құрылымы берік және жоғары жылдамдықты соққы жағдайында бірнеше циклге жарамды. Ол құммен өңдеуде ақ корунд, қоңыр корунд, кварц құмы және т.б. сияқты дәстүрлі абразивтерге қарағанда жақсы нәтиже көрсетеді.
2. Құммен өңдеудегі қара кремнийдің артықшылықтары
Құммен өңдеу - бұл бетті тазарту, оксид қабатын кетіру, кедір-бұдыр ету немесе сәндік әсерге қол жеткізу үшін жоғары жылдамдықты құм ағынын пайдаланатын бетті өңдеу әдісі. Жоғары өнімді абразив ретінде қара кремний құммен өңдеу саласында айқын артықшылықтарға ие:
1. Жұқа және біркелкі беттік әсер
Қара кремний бөлшектерінің геометриялық құрылымы тұрақты және морфологиясы тұрақты. Шашыратқаннан кейін ол дайындаманың бетінде біркелкі және тұрақты күңгірт әсер түзе алады. Бұл өңдеу әсері бетінің консистенциясы мен сыртқы түріне өте жоғары талаптар қоятын оптикалық әйнек, линза корпусы, алюминий қорытпасынан жасалған құрылымдық бөлшектер және т.б. сияқты өнімдерге өте қолайлы.
2. Жоғары қаттылық және соққыға төзімділік
Қара кремнийдің Мохс қаттылығы 8,5 немесе одан жоғары, құммен өңдеу кезінде сыну жылдамдығы төмен және қызмет ету мерзімі ұзақ. Кәдімгі кварц құмымен немесе шыны моншақтармен салыстырғанда, қара кремний құммен өңдеу тиімдірек және соққы күші күштірек, сондай-ақ қысқа мерзімде терең тазалау мен кедір-бұдырлықты аяқтай алады.
3. Жоғары тазалық және қоршаған ортаны қорғау
Қара кремнийдің тазалығы әдетте 99%-дан жоғары және оның құрамында бос кремний немесе ауыр металдар сияқты зиянды қоспалар жоқ. Құммен өңдеу шеберханасында шаңның ластануы төмен және әсіресе электронды компоненттер, медициналық құрылғылар және жартылай өткізгіш қаптамалар сияқты жоғары тазалықтағы салаларда қолдануға жарамды. Сонымен қатар, оның бөлшектерінің пішіні тұрақты, шаңның пайда болуы аз және операторлардың денсаулығы үшін қауіпсіз.
4. Қайта пайдалануға болатын және құны бақыланатын
Қара кремний жоғары қаттылығы мен құрылымдық тұрақтылығына байланысты бірнеше циклден кейін де жақсы бүрку әсерін сақтай алады, бұл материалдың жоғалуын айтарлықтай азайтады. Ірі көлемді автоматты құм ағарту жабдықтарында қара кремний жақсы үнемділік көрсетеді.
Ⅲ. Әдеттегі қолдану салалары
Қара кремнийлі құммен өңдеуге арналған абразивтер келесі салаларда кеңінен қолданылады:
Дәлме-дәл аппараттық беткі күңгірт өңдеу: мысалы, жоғары сапалы ұялы телефонның ортаңғы жақтауы, ноутбук корпусы, ақылды сағат корпусы және басқа да алюминий қорытпасынан жасалған бұйымдар;
Оптикалық әйнекті глазурлеу: линзалар, сүзгілер, оптикалық терезе маттары және безендіру үшін қолданылады;
Аэроғарыштық және әскери бөлшектер: жабынның адгезиясын жақсарту үшін өлшемін өзгертпестен оксид қабатын алып тастаңыз;
Электрондық қаптама бетін ою: қаптаманың дәлдігін және интерфейстің адгезиясын жақсарту;
Керамикалық және композиттік материалдарды микроқұммен өңдеу: байланыс беріктігін арттыру үшін бетті кедір-бұдырлау.
Ⅳ. Қысқаша мазмұны
Құммен өңдеу технологиясының үздіксіз дамуымен және өндіріс саласының жоғары дәлдік пен қоршаған ортаны қорғауға көшуімен дәстүрлі құммен өңдеу материалдары енді жоғары деңгейлі процестердің қажеттіліктерін қанағаттандыра алмайды. Қара кремний, жоғары беріктігі, төмен шағылысу, жоғары тазалығы және қоршаған ортаны қорғауы бар функционалды абразив ретінде, құммен өңдеу өнеркәсібінде маңызды жаңарту материалына айналуда. Дәл өндірісте, оптикалық штейндерде немесе электронды құрылғыларды өңдеуде, аэроғарыш жабдықтарының бетін алдын ала өңдеуде және басқа да салаларда қара кремний кең қолдану перспективаларын көрсетті.