În câmpurile de fabricație de înaltă calitate, cum ar fi semiconductorii, fotovoltaica și ceramica de precizie, discurile de măcinare a carburii de siliciu au devenit consumabile indispensabile în prelucrarea de precizie a materialelor dure și fragile, datorită proprietăților lor fizice și chimice unice. Avantajele sale de bază provin din duritatea ridicată, conductivitatea termică ridicată și rezistența la uzură a materialelor din carbură de siliciu, ceea ce o fac să prezinte avantaje semnificative în procesarea materialelor de suprainformare, cum ar fi substraturile de carbură de siliciu, sticla optică și ceramică.
Ca reprezentant al celei de-a treia generații de materiale semiconductoare, carbura de siliciu (SIC) are o structură de cristal care oferă materialului duritate extrem de ridicată (Duritate MOHS 9.2-9.5) și rezistență la uzură. În mediile cu temperaturi ridicate, proprietățile anti-oxidare ale carburii de siliciu sunt deosebit de remarcabile: atunci când temperatura crește la 1300 ° C, pe suprafață se formează un strat de protecție dens de siliciu cu dioxid de siliciu, ceea ce îi permite să mențină stabilitatea în timpul procesării temperaturii ridicate.
Procesul de fabricație al discurilor de măcinare a carburii de siliciu trebuie să țină seama atât de proprietățile materialelor, cât și de cerințele de procesare. Procesele sale de bază includ:
Raportul materiei prime: micropowder de carbură de siliciu de înaltă puritate (mărimea particulelor interval 0,5-30 μm) ca material principal, cu rășină, ceramică sau liant metalic, completat de plastifiant, lubrifiant și alți aditivi.
Procesul de modelare: prin tehnologia de presiune la cald sau de modelare prin injecție, asigurați -vă structura compactă a discului de măcinare și distribuția uniformă a particulelor.
Sinterizarea și întărirea: sinterizarea la o temperatură ridicată de 1800-2200 ℃, astfel încât particulele de liant și carbură de siliciu formează o legătură fermă, controlând în același timp creșterea cerealelor pentru a evita creșterea fragmentului.
Acest sistem de proces asigură că discul de măcinare are o duritate suficientă pentru a rezista impactului de procesare, menținând în același timp o duritate ridicată.
Avantajul principal al discului de măcinare a carburii de siliciu în procesarea materialelor dure și fragile
Discurile de măcinare a carburii de siliciu prezintă avantaje semnificative în procesarea substraturilor din carbură de siliciu. Abrazivii tradiționali de oxid de aluminiu sunt predispuși la pasivarea particulelor abrazive datorită durității insuficiente în timpul procesării, în timp ce discurile de măcinare a carburii de siliciu pot obține rate de îndepărtare a materialelor mai eficiente datorită durității lor mai mari. De exemplu, în procesul de subțiere a napolitane de carbură de siliciu de 8 inci, metoda de procesare monolitică a roților de măcinare a carburii de siliciu poate obține o precizie a suprafeței sub-micronului, care este semnificativ mai bună decât procesele tradiționale de măcinare.
Conductivitatea termică ridicată a carburii de siliciu (300-490 W/(M · K)) îi conferă un avantaj natural de disipare a căldurii în procesarea de mare viteză. În scenariul de tăiere a plafonului fotovoltaic din siliciu, ferăstraiele cu sârmă cu diamante combinate cu abrazivele din carbură de siliciu pot reduce eficient temperaturile de tăiere și pot evita propagarea fisurilor cauzate de deteriorarea termică. Această caracteristică este deosebit de importantă atunci când se prelucrează materiale cu o conductivitate termică slabă, cum ar fi ceramica de alumină și nitrura de siliciu.
Rezistența la uzură a discurilor de măcinare a carburii de siliciu își extinde viața de serviciu de 3-5 ori mai mare decât a abrazivilor tradiționali. În procesarea inelelor de rulment ceramic, o singură roată de măcinare a carburii de siliciu poate prelucra continuu mai mult de 2.000 de piese de lucru, în timp ce o roată de măcinare a aluminei poate menține, de obicei, doar un volum de procesare de 500-800 de piese de lucru. Deși costul inițial al discurilor de măcinare a carburii de siliciu este mare, costul lor de utilizare cuprinzător poate fi redus cu mai mult de 40%.
În producția de dispozitive de alimentare cu carbură de siliciu, procesarea substratului este o legătură cheie în determinarea performanței dispozitivului. Discurile de măcinare a carburii de siliciu obțin o procesare de înaltă precizie prin următoarele căi tehnice:
Proces de măcinare cu două fețe: utilizarea discuri de măcinare a carburii de siliciu cu plăcuțele de lustruire poliuretanică pot obține uniformitatea grosimii substratului de precizie de procesare <1μM.
Lustruirea mecanică chimică (CMP): lichidul de lustruire bazat pe abrazivi din carbură de siliciu poate îndepărta eficient stratul de deteriorare a suprafeței din placă și poate reduce rugozitatea suprafeței la sub 0,2 nm.
În procesarea ultra-precizie a sticlei optice, a safirului și a altor materiale, discurile de măcinare a carburii de siliciu obțin următoarele prin controlul mărimii particulelor la scară micro-nano:
Prelucrarea oglinzilor cu rugozitate de suprafață RA <0,5nm
Turnarea microstructurii cu deteriorare subterană adâncimea stratului <5nm
Această performanță este de neînlocuit în fabricarea unor componente optice cu valoare adăugată ridicată, cum ar fi cristale cu laser și ferestre cu infraroșu.
Ca răspuns la nevoile de procesare a ceramicii inginerești, cum ar fi nitrura de siliciu și oxidul de zirconiu, discurile de măcinare a carburii de siliciu obțin următoarele prin optimizarea morfologiei și gradului de cereale abrazive:
Eficiența procesării a crescut cu mai mult de 60%
Nu rămân microcrack -uri pe suprafața procesată
Această descoperire a promovat modernizarea performanței produselor precum rulmenții ceramici și instrumentele de tăiere ceramică.