Истраживање примене цирконијумског праха у висококвалитетном прецизном полирању
Са брзим развојем високотехнолошких индустрија као што су електроника и информационе технологије, оптичка производња, полупроводници и напредна керамика, постављају се већи захтеви за квалитет обраде површине материјала. Посебно, код ултрапрецизне обраде кључних компоненти као што су сафирне подлоге, оптичко стакло и плоче тврдих дискова, перформансе материјала за полирање директно одређују ефикасност обраде и коначни квалитет површине.Цирконијум прах (ZrO₂), високоперформансни неоргански материјал, постепено се појављује у области висококвалитетног прецизног полирања због своје одличне тврдоће, термичке стабилности, отпорности на хабање и својстава полирања, постајући представник следеће генерације материјала за полирање након церијум оксида и алуминијум оксида.
I. Материјална својстваЦирконијум у праху
Цирконијум је бели прах са високом тачком топљења (приближно 2700°C) и разноврсним кристалним структурама, укључујући моноклинске, тетрагоналне и кубне фазе. Стабилизовани или делимично стабилизовани прах цирконијума може се добити додавањем одговарајућих количина стабилизатора (као што су итријум оксид и калцијум оксид), што му омогућава да одржи одличну фазну стабилност и механичка својства чак и на високим температурама.
Цирконијум у прахуИзузетне предности се првенствено огледају у следећим аспектима:
Висока тврдоћа и одлична способност полирања: Са Мосовом тврдоћом од 8,5 или више, погодна је за завршно полирање разних материјала високе тврдоће.
Јака хемијска стабилност: Остаје стабилан у киселим или благо алкалним срединама и није подложан хемијским реакцијама.
Одлична дисперзибилност: Модификована нано- или субмикронска величинацирконијумски прахпоказују одличну суспензију и течност, што олакшава равномерно полирање.
Ниска топлотна проводљивост и оштећења услед трења: Топлота која се ствара током полирања је минимална, што ефикасно смањује термички стрес и ризик од микропукотина на обрађеној површини.
II. Типичне примене цирконијумског праха у прецизном полирању
1. Полирање сафирне подлоге
Сафирни кристали, због своје високе тврдоће и одличних оптичких својстава, широко се користе у ЛЕД чиповима, сочивима за сатове и оптоелектронским уређајима. Прах цирконијума, са сличном тврдоћом и ниском стопом оштећења, идеалан је материјал за хемијско-механичко полирање (CMP) сафира. У поређењу са традиционалним...прахови за полирање од алуминијум оксида, цирконијум значајно побољшава равност површине и сјајну завршну обраду, уз одржавање брзине уклањања материјала, смањење огреботина и микропукотина.
2. Полирање оптичког стакла
Приликом обраде оптичких компоненти као што су високопрецизна сочива, призме и чеоне површине оптичких влакана, материјали за полирање морају испуњавати изузетно високе захтеве за чистоћу и финоћу. Коришћењем високочистих материјала...прах цирконијум оксидаСа контролисаном величином честица од 0,3-0,8 μм као завршним средством за полирање постиже изузетно ниску храпавост површине (Ra ≤ 1 nm), испуњавајући строге „беспрекорне“ захтеве оптичких уређаја.
3. Обрада плоча чврстог диска и силицијумских плочица
Са континуираним повећањем густине складиштења података, захтеви за равношћу површине плоча чврстог диска постају све строжи.Цирконијум у праху, који се користи у фази финог полирања површина плоча чврстог диска, ефикасно контролише недостатке обраде, побољшавајући ефикасност писања на диск и век трајања. Штавише, код ултрапрецизног полирања силицијумских плочица, цирконијум оксид показује одличну компатибилност са површином и својства малих губитака, што га чини све већом алтернативом церијуму.
3. Утицај величине честица и контроле дисперзије на резултате полирања
Полирање праха цирконијум-оксида је уско повезано не само са његовом физичком тврдоћом и кристалном структуром, већ је значајно под утицајем расподеле величине честица и дисперзије.
Контрола величине честица: Прекомерно велике величине честица могу лако изазвати огреботине на површини, док премале могу смањити брзину уклањања материјала. Стога се микропрахови или нанопрахови са D50 распоном од 0,2 до 1,0 μm често користе за испуњавање различитих захтева обраде.
Перформансе дисперзије: Добра дисперзибилност спречава агломерацију честица, обезбеђује стабилност раствора за полирање и побољшава ефикасност обраде. Неки висококвалитетни прахови цирконијума, након модификације површине, показују одлична својства суспензије у воденим или слабо киселим растворима, одржавајући стабилан рад више десетина сати.
IV. Трендови развоја и будући изгледи
Са континуираним напретком технологије нанофабрикације,цирконијумски прахсе надограђују ка већој чистоћи, ужем расподели величине честица и побољшаној дисперзибилности. Следећа подручја заслужују пажњу у будућности:
1. Масовна производња и оптимизација трошкова наноразмераЦирконијумски прах
Решавање проблема високих трошкова и сложеног процеса припреме прахова високе чистоће кључно је за промоцију њихове шире примене.
2. Развој композитних материјала за полирање
Комбиновање цирконијума са материјалима као што су алуминијум оксид и силицијум диоксид побољшава брзину уклањања и могућности контроле површине.
3. Зелени и еколошки прихватљив систем течности за полирање
Развити нетоксичне, биоразградиве дисперзионе медије и адитиве како би се побољшала еколошка прихватљивост.
V. Закључак
Прах цирконијум оксида, са својим одличним својствима материјала, игра све важнију улогу у висококвалитетном прецизном полирању. Са континуираним напретком у производној технологији и растућом потражњом у индустрији, применапрах цирконијум оксидапостаће све распрострањенији и очекује се да ће постати основна подршка за следећу генерацију високо ефикасних материјала за полирање. За релевантне компаније, праћење трендова унапређења материјала и проширење врхунских примена у области полирања биће кључни пут ка постизању диференцијације производа и технолошког лидерства.