Уводзіны ў вырабы з чорнага крэмнію і іх прымяненне ў пяскоструйнай апрацоўцы
Чорны крэмній— гэта функцыянальны крэмніевы матэрыял са спецыяльнай структурай паверхні, названы так дзякуючы сваёй надзвычай моцнай здольнасці паглынаць святло і ўнікальнай мікра-нана марфалогіі паверхні. У апошнія гады, з паляпшэннем дакладнасці апрацоўкі паверхняў і патрабаванняў да характарыстык матэрыялаў у высакаякаснай вытворчасці, чорны крэмній шырока выкарыстоўваецца ў фотаэлектрыцы, оптаэлектроніцы, паўправадніках, вытворчасці аптычных кампанентаў і іншых галінах дзякуючы сваім выдатным фізічным і хімічным уласцівасцям. У той жа час чорны крэмній паступова ўвайшоў у пяскоструйную апрацоўку паверхняў і стаў новым тыпам пяскоструйнага матэрыялу з выдатнымі характарыстыкамі.
Ⅰ. Асноўныя характарыстыкі чорнага крэмнію
Чорны крэмній утвараецца шляхам апрацоўкі паверхні крэмнію з дапамогай шэрагу тэхналогій падрыхтоўкі мікра-нанаструктур (такіх як рэактыўнае іённае травленне, хімічнае травленне з дапамогай металу, лазерна-індукаванае травленне і г.д.). Яго паверхня мае шчыльную конусастую або слупчастую структуру, што можа значна знізіць адбівальную здольнасць святла. Адбівальная здольнасць у бачным і блізкім інфрачырвоным дыяпазоне можа быць нават меншай за 1%, таму ён мае цёмна-чорны выгляд.
Чорны крэмній не толькі валодае выдатнымі аптычнымі ўласцівасцямі, але і мае такія перавагі, як высокая цвёрдасць, высокая чысціня, зносаўстойлівасць і каразійная стойкасць. Яго структура часціц трывалая і падыходзіць для шматразовай апрацоўкі ва ўмовах хуткаснага ўдару. Ён лепш спраўляецца з пяскоструйнай апрацоўкай, чым традыцыйныя абразівы, такія як белы корунд, карычневы корунд, кварцавы пясок і г.д.
Ⅱ. Перавагі чорнага крэмнію пры пяскоструйнай апрацоўцы
Пяскоструйная апрацоўка — гэта метад апрацоўкі паверхні, пры якім выкарыстоўваецца высакахуткасны паток пяску для ўздзеяння на паверхню з мэтай ачысткі, выдалення аксіднага пласта, надання шурпатасці або дэкаратыўных эфектаў. Як высокапрадукцыйны абразіў, чорны крэмній мае відавочныя перавагі ў галіне пяскоструйнай апрацоўкі:
1. Выдатны і аднастайны эфект паверхні
Геаметрычная структура чорных крэмніевых часціц рэгулярная, а марфалогія стабільная. Пасля распылення на паверхні апрацоўванай дэталі можа ўтварацца аднастайны і паслядоўны матавы эфект. Гэты эфект апрацоўкі асабліва падыходзіць для такіх вырабаў, як аптычнае шкло, корпусы лінзаў, канструкцыйныя дэталі з алюмініевых сплаваў і г.д., да якіх прад'яўляюцца надзвычай высокія патрабаванні да кансістэнцыі і знешняга выгляду паверхні.
2. Высокая цвёрдасць і ўдаратрываласць
Цвёрдасць чорнага крэмнію па шкале Мооса дасягае 8,5 і вышэй, узровень пашкоджання падчас пяскоструйнай апрацоўкі нізкі, а тэрмін службы працяглы. У параўнанні са звычайным кварцавым пяском або шклянымі шарыкамі, пяскоструйная апрацоўка чорнага крэмнію больш эфектыўная і мае мацнейшую ўдарную сілу, што дазваляе за кароткі час выканаць глыбокую ачыстку і надаць шурпатасць.
3. Высокая чысціня і ахова навакольнага асяроддзя
Чысціня чорнага крэмнію звычайна перавышае 99% і не ўтрымлівае шкодных прымешак, такіх як свабодны крэмній або цяжкія металы. Ён мае нізкае забруджванне пылам у пяскоструйным цэху і асабліва падыходзіць для выкарыстання ў галінах з высокай чысцінёй, такіх як электронныя кампаненты, медыцынскія прыборы і паўправадніковая ўпакоўка. У той жа час форма яго часціц стабільная, пылаўтварэнне невялікае і ён бяспечны для здароўя аператараў.
4. Шматразовы і кантраляваны па кошце
Дзякуючы высокай цвёрдасці і структурнай стабільнасці, чорны крэмній можа падтрымліваць добры эфект распылення пасля некалькіх цыклаў, значна змяншаючы страты матэрыялу. У буйных аўтаматычных пяскоструйных апаратах чорны крэмній паказвае большую эканамічнасць.
Ⅲ. Тыповыя вобласці прымянення
Чорныя крэмніевыя абразівы для пяскоструйнай апрацоўкі шырока выкарыстоўваюцца ў наступных галінах:
Матавая апрацоўка паверхні дакладнай апаратнай часткі: напрыклад, сярэдняя рамка высокага класа для мабільных тэлефонаў, корпус ноўтбука, корпус разумных гадзіннікаў і іншыя вырабы з алюмініевых сплаваў;
Апрацоўка аптычнага шкла матаваннем: выкарыстоўваецца для лінзаў, фільтраў, аптычных аконных матаў і ўпрыгожванняў;
Аэракасмічныя і ваенныя дэталі: выдаленне аксіднага пласта без змены памеру для паляпшэння адгезіі пакрыцця;
Траўленне паверхні электроннай ўпакоўкі: паляпшэнне дакладнасці ўпакоўкі і адгезіі інтэрфейсу;
Мікрапяскоструйная апрацоўка керамічных і кампазітных матэрыялаў: шурпатасць паверхні для павышэння трываласці злучэння.
Ⅳ. Рэзюмэ
З пастаянным развіццём тэхналогій пяскоструйнай апрацоўкі і рухам вытворчай прамысловасці да больш высокай дакладнасці і аховы навакольнага асяроддзя, традыцыйныя матэрыялы для пяскоструйнай апрацоўкі больш не могуць задаволіць патрэбы высакаякасных працэсаў. Чорны крэмній, як функцыянальны абразіў з высокай трываласцю, нізкім адлюстраваннем, высокай чысцінёй і аховай навакольнага асяроддзя, становіцца важным матэрыялам для мадэрнізацыі ў пяскоструйнай прамысловасці. Чорны крэмній мае шырокія перспектывы прымянення, няхай гэта будзе дакладная вытворчасць, аптычны мат, апрацоўка электронных прылад, папярэдняя апрацоўка паверхняў аэракасмічнага абсталявання і іншыя галіны.