Įvadas į juodojo silicio gaminius ir jų pritaikymą smėliasrove
Juodasis silicisyra funkcinė silicio medžiaga su ypatinga paviršiaus struktūra, pavadinta dėl itin stipraus šviesos sugerties gebėjimo ir unikalios mikro-nano paviršiaus morfologijos. Pastaraisiais metais, pagerėjus paviršiaus apdorojimo tikslumui ir medžiagų eksploatacinių savybių reikalavimams aukščiausios klasės gamyboje, juodasis silicis dėl savo puikių fizikinių ir cheminių savybių buvo plačiai naudojamas fotovoltinėse medžiagose, optoelektronikoje, puslaidininkiuose, optinių komponentų gamyboje ir kitose srityse. Tuo pačiu metu juodasis silicis palaipsniui pateko į paviršiaus smėliavimo pramonę ir tapo naujo tipo smėliavimo medžiaga, pasižyminčia puikiomis eksploatacinėmis savybėmis.
II. Pagrindinės juodojo silicio savybės
Juodasis silicis susidaro apdorojant silicio paviršių įvairiomis mikro-nano struktūrų paruošimo technologijomis (pvz., reaktyviuoju jonų ėsdinimu, metalų pagalba atliekamu cheminiu ėsdinimu, lazeriu sužadintu ėsdinimu ir kt.). Jo paviršius turi tankią kūgio arba stulpelio struktūrą, kuri gali žymiai sumažinti šviesos atspindėjimą. Atspindėjimas matomoje ir artimojoje infraraudonųjų spindulių juostoje gali būti net mažesnis nei 1 %, todėl jis atrodo tamsiai juodas.
Juodasis silicis pasižymi ne tik puikiomis optinėmis savybėmis, bet ir dideliu kietumu, grynumu, atsparumu dilimui ir korozijai. Jo dalelių struktūra yra tvirta ir tinkama keliems ciklams esant didelio greičio smūgio sąlygoms. Jis geriau veikia smėliasrove nei tradiciniai abrazyvai, tokie kaip baltasis korundas, rudasis korundas, kvarcinis smėlis ir kt.
II. Juodojo silicio privalumai smėliasrove
Smėliapūtė – tai paviršiaus apdorojimo metodas, kurio metu dideliu greičiu smėtas paviršius paveikiamas valant, pašalinant oksido sluoksnį, pašiaurinant arba sukuriant dekoratyvinius efektus. Juodasis silikonas, kaip didelio našumo abrazyvas, turi akivaizdžių pranašumų smėliavimo srityje:
1. Puikus ir vienodas paviršiaus efektas
Juodojo silicio dalelių geometrinė struktūra yra taisyklinga, o morfologija stabili. Po purškimo ant ruošinio paviršiaus gali susidaryti vienodas ir pastovus matinis efektas. Šis apdorojimo efektas ypač tinka tokiems gaminiams kaip optinis stiklas, lęšių korpusai, aliuminio lydinio konstrukcinės dalys ir kt., kuriems keliami itin aukšti paviršiaus konsistencijos ir išvaizdos reikalavimai.
2. Didelis kietumas ir atsparumas smūgiams
Juodojo silicio kietumas pagal Moso skalę yra net 8,5 ar didesnis, smėliavimo metu lūžimo greitis yra mažas, o tarnavimo laikas ilgas. Palyginti su įprastu kvarciniu smėliu ar stiklo karoliukais, juodojo silicio smėliavimas yra efektyvesnis ir turi stipresnę smūgio jėgą, todėl per trumpą laiką galima atlikti gilų valymą ir pašiurkštinimą.
3. Didelis grynumas ir aplinkos apsauga
Juodojo silicio grynumas paprastai viršija 99%, jame nėra kenksmingų priemaišų, tokių kaip laisvasis silicis ar sunkieji metalai. Smėliavimo dirbtuvėse jis mažai dulkinamas, todėl ypač tinka naudoti didelės švaros pramonės šakose, tokiose kaip elektroniniai komponentai, medicinos prietaisai ir puslaidininkių pakuotės. Tuo pačiu metu dalelių forma yra stabili, dulkių susidarymas mažas, o operatorių sveikata saugesnė.
4. Daugkartinio naudojimo ir ekonomiškai kontroliuojamas
Dėl didelio kietumo ir struktūrinio stabilumo juodasis silicis gali išlaikyti gerą purškimo efektą po kelių ciklų, taip žymiai sumažindamas medžiagų nuostolius. Didelio masto automatinėje smėliasrovės įrangoje juodasis silicis yra ekonomiškesnis.
III. Tipinės taikymo sritys
Juodojo silicio smėliavimo abrazyvai buvo plačiai naudojami šiose srityse:
Tikslus techninės įrangos paviršiaus matinis apdorojimas: pavyzdžiui, aukščiausios klasės mobiliojo telefono vidurinis rėmelis, nešiojamojo kompiuterio korpusas, išmaniojo laikrodžio korpusas ir kiti aliuminio lydinio gaminiai;
Optinio stiklo matinis apdorojimas: naudojamas lęšiams, filtrams, optiniams langų matiniams ir dekoravimui;
Kosmoso ir karinės dalys: pašalinkite oksido sluoksnį nekeisdami dydžio, kad pagerintumėte dangos sukibimą;
Elektroninės pakuotės paviršiaus ėsdinimas: pagerina pakuotės tikslumą ir sąsajos sukibimą;
Keraminių ir kompozicinių medžiagų mikrosmėliapūtė: paviršiaus pašiurkštinimas, siekiant padidinti sukibimo stiprumą.
III. Santrauka
Nuolat tobulėjant smėliavimo technologijoms ir gamybos pramonei siekiant didesnio tikslumo ir geresnės aplinkos apsaugos, tradicinės smėliavimo medžiagos nebegali patenkinti aukščiausios klasės procesų poreikių. Juodasis silicis, kaip funkcinis abrazyvas, pasižymintis dideliu stiprumu, mažu atspindžiu, dideliu grynumu ir apsauga nuo aplinkos, tampa svarbia smėliavimo pramonės atnaujinimo medžiaga. Juodasis silicis parodė plačias pritaikymo galimybes tiek tiksliojoje gamyboje, tiek optinių medžiagų gamyboje, tiek elektroninių prietaisų apdorojime, aviacijos ir kosmoso įrangos paviršiaus išankstiniame apdorojime ir kitose srityse.