Vật liệu mài mòn dạng bột siêu mịn cacbua silic xanh

Bột mài silicon carbide (SiC) màu xanh lá cây  là một loại vật liệu mài mòn được chế tạo từ các hạt silicon carbide alpha có độ tinh khiết cao, kích thước micromet hoặc dưới micromet. Màu xanh đặc trưng của nó đến từ các tạp chất nhôm vết trong quá trình tổng hợp.

Các đặc tính chính:

• Độ cứng cực cao (9,5 trên thang Mohs):   lý tưởng cho các vật liệu cứng.

• Gãy vỡ sắc bén, dễ gãy:  Tạo ra các cạnh cắt mới, sắc nhọn giúp tăng tốc độ loại bỏ vật liệu.

• Độ dẫn nhiệt cao:  Tản nhiệt hiệu quả, giảm thiểu hư hại do nhiệt đối với phôi gia công.

• Tính trơ về mặt hóa học:  Chống phản ứng với hầu hết các chi tiết gia công và chất làm mát, giữ nguyên tính toàn vẹn của vật liệu.

• Hình dạng hạt được kiểm soát:  Được thiết kế để mang lại hiệu quả cắt nhất quán và có thể dự đoán được.

2. Quy trình sản xuất

1. Tổng hợp bằng lò Acheson:  Cát thạch anh tinh khiết cao và than cốc dầu mỏ được nung nóng đến khoảng 2200°C trong lò điện trở, tạo thành các tinh thể SiC.

2. Nghiền và xay:  Các tinh thể lớn được nghiền thành bột thô.

3. Phân loại chính xác:  Bước quan trọng sử dụng  phương pháp phân loại bằng thủy lực  (để có phân bố kích thước hẹp nhất) hoặc phân loại bằng khí.

4. Làm sạch bằng hóa chất:  Rửa bằng axit (HCl/HF) loại bỏ các tạp chất kim loại (sắt, nhôm) và các chất gây ô nhiễm trên bề mặt.

5. Khử nước và sấy khô:  Bùn đã rửa sạch được lọc và sấy khô.

6. Sàng lọc và đóng gói cuối cùng:  Đảm bảo không có các cục vón; đóng gói theo kích thước hạt.

3. Thông số kỹ thuật

A. Tiêu chuẩn kích thước hạt:

• Tiêu chuẩn FEPA/ISO:  Được ký hiệu là cấp “F” (ví dụ: F400, F600, F1200). Số càng cao biểu thị hạt càng mịn.

• Tiêu chuẩn JIS/Trung Quốc:  Dòng “W” (ví dụ: W40, W14, W7, W2.5, W0.5). Các con số xấp xỉ đường kính hạt tính bằng micromet.

• Phạm vi điển hình:  Thô (W40-W14) → Trung bình (W10-W5) → Mịn (W3.5-W1) → Siêu mịn (W0.5 trở xuống).

B. Các thông số quan trọng:

• Phân bố kích thước hạt hẹp:  Cần thiết cho bề mặt không bị trầy xước; loại bỏ các hạt quá khổ.

• Độ tinh khiết cao (>99% SiC):  Hàm lượng sắt thấp (<0,2%) giúp ngăn ngừa hiện tượng ố vàng và nhiễm bẩn.

• Hình thái được kiểm soát:  Các hình dạng góc cạnh, khối vuông được ưa chuộng để chồng lên nhau.

4. Ứng dụng chính

5. Phương pháp mài phẳng

A. Chuẩn bị hỗn hợp bùn:

• Trộn bột với dung dịch dẫn (nước, glycol hoặc các loại dầu chuyên dụng) ở nồng độ 10-30% theo trọng lượng.

• Phụ gia: Chất phân tán (natri polyacrylat), chất ổn định pH (KOH), chất ức chế ăn mòn.

• Phương pháp phân tán siêu âm được khuyến nghị cho các loại vật liệu siêu mịn để ngăn ngừa sự vón cục.

B. Thiết bị & Quy trình:

• Máy móc:  Máy mài phẳng một mặt/hai mặt, hệ thống hành tinh, máy mài không dùng chất mài mòn.

• Tấm mài:  Thường làm bằng gang, thiếc hoặc đồng cho các vật liệu cứng; các tấm mềm hơn dùng cho các công việc tinh tế.

• Thông số:  Áp suất (10-50 kPa), tốc độ quay (30-120 vòng/phút), lưu lượng bùn, điều khiển nhiệt độ.

• Xử lý sau gia công:  Làm sạch kỹ lưỡng (siêu âm + chất hoạt động bề mặt) là rất quan trọng để loại bỏ các hạt mài mòn bám sâu.

6. Phân tích so sánh với các phương án thay thế