Tại sao các đĩa mài cacbua silicon có thể trở thành vật dụng cốt lõi cho gia công chính xác của vật liệu cứng và giòn?- Trojan (Suzhou) material technology Co., Ltd.

Trong các lĩnh vực sản xuất cao cấp như chất bán dẫn, quang điện và gốm chính xác, đĩa mài silicon cacbua đã trở thành vật phẩm tiêu hao không thể thiếu trong việc gia công chính xác của vật liệu cứng và giòn do tính chất vật lý và hóa học độc đáo của chúng. Ưu điểm cốt lõi của nó đến từ độ cứng cao, độ dẫn nhiệt cao và khả năng chống mài mòn của vật liệu cacbua silicon, cho thấy nó cho thấy những lợi thế đáng kể trong việc chế biến các vật liệu siêu hình như chất nền cacbua silicon, kính quang học và gốm sứ.

Là đại diện của thế hệ vật liệu bán dẫn thứ ba, silicon cacbua (SIC) có cấu trúc tinh thể mang lại độ cứng cực cao (độ cứng của MOHS 9.2-9.5) và khả năng chống mài mòn. Trong môi trường nhiệt độ cao, các đặc tính chống oxy hóa của silicon cacbua đặc biệt nổi bật: khi nhiệt độ tăng lên 1300 ° C, lớp bảo vệ silicon dioxide dày đặc được hình thành trên bề mặt, cho phép nó duy trì sự ổn định trong quá trình xử lý nhiệt độ cao.

Quá trình sản xuất đĩa mài silicon cacbua cần phải tính đến cả các thuộc tính vật liệu và yêu cầu xử lý. Các quy trình cốt lõi của nó bao gồm:
Tỷ lệ nguyên liệu thô: micropowder cacbua silicon có độ tinh khiết cao (kích thước hạt phạm vi 0,5-30μm) làm vật liệu chính, với chất kết dính nhựa, gốm hoặc kim loại, được bổ sung bởi chất làm dẻo, chất bôi trơn và các chất phụ gia khác.
Quá trình đúc: Thông qua công nghệ ép ép hoặc phun nóng, đảm bảo cấu trúc nhỏ gọn của đĩa mài và phân bố hạt đồng đều.
Thiêu kết và chữa bệnh: thiêu kết ở nhiệt độ cao 1800-2200, do đó các hạt cacbua chất kết dính và silicon tạo thành một liên kết vững chắc, trong khi kiểm soát sự phát triển của hạt để tránh tăng độ giòn.
Hệ thống quy trình này đảm bảo rằng đĩa mài có đủ độ bền để chống lại tác động xử lý trong khi vẫn duy trì độ cứng cao.

Ưu điểm cốt lõi của đĩa mài cacbua silicon trong chế biến vật liệu cứng và giòn
Đĩa mài silicon cacbua cho thấy những lợi thế đáng kể trong việc xử lý chất nền cacbua silicon. Chất mài mòn oxit nhôm truyền thống dễ bị thụ động các hạt mài mòn do không đủ độ cứng trong quá trình chế biến, trong khi đĩa mài cacbua silicon có thể đạt được tốc độ loại bỏ vật liệu hiệu quả hơn do độ cứng cao hơn. Ví dụ, trong quá trình mỏng của các tấm wafer silicon 8 inch, phương pháp xử lý nguyên khối của bánh xe mài mỏng cacbua silicon có thể đạt được độ chính xác bề mặt phụ, tốt hơn đáng kể so với các quá trình mài truyền thống.

Độ dẫn nhiệt cao của cacbua silicon (300-490 W/(m · k)) mang lại cho nó một lợi thế phân tán nhiệt tự nhiên trong quá trình xử lý tốc độ cao. Trong kịch bản cắt silicon silicon quang điện, cưa dây kim cương kết hợp với chất mài mòn cacbua silicon có thể làm giảm hiệu quả nhiệt độ cắt và tránh lan truyền vết nứt do tổn thương nhiệt. Tính năng này đặc biệt quan trọng khi xử lý các vật liệu có độ dẫn nhiệt kém như gốm alumina và nitride silicon.

Sự kháng mòn của đĩa mài silicon cacbua kéo dài tuổi thọ dịch vụ của chúng gấp 3-5 lần so với chất mài mòn truyền thống. Trong quá trình xử lý vòng mang gốm, một bánh mài cacbua silicon duy nhất có thể liên tục xử lý hơn 2.000 phôi, trong khi một bánh xe mài alumina thường chỉ có thể duy trì khối lượng xử lý 500-800 phôi. Mặc dù chi phí ban đầu của đĩa mài silicon cacbua cao, nhưng chi phí sử dụng toàn diện của chúng có thể giảm hơn 40%.

Trong việc sản xuất các thiết bị năng lượng cacbua silicon, xử lý chất nền là một liên kết chính trong việc xác định hiệu suất của thiết bị. Đĩa mài silicon cacbua đạt được xử lý chính xác cao thông qua các đường dẫn kỹ thuật sau:
Quá trình mài hai mặt: sử dụng đĩa mài cacbua silicon Với các miếng đánh bóng polyurethane có thể đạt được độ đồng nhất độ dày cơ chất của độ chính xác xử lý <1μm.
Đánh bóng cơ học hóa học (CMP): Chất lỏng đánh bóng dựa trên chất mài mòn cacbua silicon có thể loại bỏ hiệu quả lớp thiệt hại bề mặt của wafer và giảm độ nhám bề mặt xuống dưới 0,2nm.

Trong quá trình xử lý siêu chính xác của kính quang học, sapphire và các vật liệu khác, đĩa mài silicon cacbua đạt được sau đây thông qua kiểm soát kích thước hạt quy mô micro-nano:
Xử lý gương với độ nhám bề mặt RA <0,5nm
Đúc vi mô với độ sâu lớp thiệt hại dưới bề mặt <5nm
Hiệu suất này không thể thay thế trong việc sản xuất các thành phần quang học giá trị gia tăng cao như tinh thể laser và cửa sổ hồng ngoại.

Để đáp ứng nhu cầu xử lý của gốm sứ kỹ thuật như silicon nitride và zirconium oxide, đĩa mài cacbua silicon đạt được sau đây bằng cách tối ưu hóa hình thái hạt mài mòn và phân loại:
Hiệu quả xử lý tăng hơn 60%
Không còn vi sóng nào trên bề mặt được xử lý
Đột phá này đã thúc đẩy nâng cấp hiệu suất của các sản phẩm như vòng bi gốm và dụng cụ cắt gốm.