Im Bereich der High-Tech-Materialien hat sich Siliziumkarbid (SiC) aufgrund seiner hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften, insbesondere seiner extrem hohen Härte, zum bevorzugten Material in vielen High-End-Anwendungen entwickelt. Besonders in Fällen, in denen hohe Präzision und hohe Verschleißfestigkeit erforderlich sind, wie z. B. Präzisionsmaschinen, Luft- und Raumfahrt, Halbleiterfertigung und andere Bereiche, spielen Siliziumkarbidscheiben eine unverzichtbare Rolle. Allerdings bringt die hohe Härte von Siliziumkarbid auch große Herausforderungen bei der Verarbeitung mit sich, insbesondere bei der Oberflächenpolitur.
Das mechanische Polieren ist als erster Prozess des Polierens von Siliziumkarbidscheiben von selbstverständlicher Bedeutung. Nach der ersten Umformung von Siliziumkarbidscheiben kommt es häufig zu Defekten wie rauen Schichten, Mikrorissen und Poren auf der Oberfläche. Diese Mängel beeinträchtigen nicht nur das Erscheinungsbild, sondern können auch zu Leistungseinbußen oder sogar Ausfällen während der Nutzung führen. Daher ist die Entfernung dieser Oberflächenfehler durch mechanisches Polieren zur Erzielung einer glatten und ebenen Oberfläche der Schlüssel zur Verbesserung der Gesamtleistung von Siliziumkarbidscheiben.
Der Kern des mechanischen Polierens liegt in der Reibung zwischen der Polierscheibe und der Werkstückoberfläche. Daher sind die Wahl des richtigen Polierscheibenmaterials, die Einstellung der richtigen Geschwindigkeit und die Anwendung des richtigen Drucks der Schlüssel zur Gewährleistung des Poliereffekts.
Material der Polierscheibe: Das Material der Polierscheibe muss der Härte von Siliziumkarbid entsprechen, um eine ausreichende Schnittkraft zum Entfernen der rauen Oberflächenschicht sicherzustellen und gleichzeitig eine übermäßige Beschädigung des Werkstücks zu vermeiden. Zu den gängigen Materialien für Polierscheiben gehören superharte Materialien wie Diamant und kubisches Bornitrid (CBN), die effizient und präzise auf die Oberfläche von Siliziumkarbid einwirken können.
Geschwindigkeit und Druck: Geschwindigkeit und Druck der Polierscheibe sind wichtige Faktoren, die den Poliereffekt beeinflussen. Eine zu hohe Drehzahl kann zu einem zu schnellen Verschleiß der Polierscheibe führen und die thermische Belastung der Werkstückoberfläche erhöhen; Eine zu niedrige Geschwindigkeit kann dazu führen, dass die raue Oberflächenschicht nicht effektiv entfernt wird. Daher ist es notwendig, die Geschwindigkeit der Polierscheibe genau an das Material, die Größe und den Oberflächenzustand der Siliziumkarbidscheibe anzupassen. Dabei kommt es auch darauf an, den richtigen Druck auszuüben, um einen ausreichenden Kontakt zwischen der Polierscheibe und der Werkstückoberfläche sicherzustellen und einen übermäßigen Druck zu vermeiden, der zu Verformungen oder Schäden am Werkstück führt.
Auch beim mechanischen Polieren spielt Polierflüssigkeit eine wichtige Rolle. Es schmiert nicht nur die Kontaktfläche zwischen Polierscheibe und Werkstück, reduziert Reibungswärme und Verschleiß, sondern hilft auch bei der Beseitigung mikroskopischer Oberflächenunebenheiten durch chemische Reaktionen oder physikalische Einwirkungen.
Zusammensetzung der Polierflüssigkeit: Die Zusammensetzung der Polierflüssigkeit muss sorgfältig entsprechend den Materialeigenschaften von Siliziumkarbid ausgewählt werden. Im Allgemeinen sollte die Polierflüssigkeit eine angemessene Menge an Schleifmitteln, Tensiden, Puffern und anderen Inhaltsstoffen enthalten. Schleifmittel werden verwendet, um direkt auf die Oberfläche von Siliziumkarbid einzuwirken und die raue Schicht zu entfernen; Tenside helfen, die Oberflächenspannung zu reduzieren und die Poliereffizienz zu verbessern; Mit Puffern wird der pH-Wert der Polierflüssigkeit eingestellt, um die Oberfläche des Werkstücks vor Korrosion zu schützen.
Verwendung von Polierflüssigkeit: Bei der Verwendung der Polierflüssigkeit müssen deren Konzentration, Temperatur und Durchflussrate sowie andere Parameter streng kontrolliert werden. Eine zu hohe Konzentration kann dazu führen, dass die Polierflüssigkeit zu viskos wird und die Polierwirkung beeinträchtigt wird; Eine zu niedrige Konzentration kann möglicherweise nicht vollständig zur Schmierung und zum Hilfspolieren beitragen. Auch die Temperaturkontrolle ist wichtig. Eine zu hohe Temperatur kann dazu führen, dass sich die Bestandteile der Polierflüssigkeit zersetzen oder versagen. Die Durchflussmenge sollte dynamisch entsprechend der Drehzahl der Polierscheibe und der Oberflächenbeschaffenheit des Werkstücks angepasst werden.
Mechanisches Polieren ist ein komplexer und heikler Prozess, der eine strenge Kontrolle der Prozessparameter jedes Glieds erfordert, um die Konsistenz und Stabilität des Poliereffekts sicherzustellen.
Prozessdesign: Entwerfen Sie einen angemessenen Polierprozess entsprechend den Material-, Größen- und Oberflächenanforderungen der Siliziumkarbidscheibe. Im Allgemeinen umfasst es drei Stufen: Grobpolieren, Mittelpolieren und Feinpolieren. In jeder Phase werden unterschiedliche Polierscheiben, Polierflüssigkeiten und Prozessparameter verwendet, um die raue Oberflächenschicht schrittweise zu entfernen und die Oberflächenbeschaffenheit und Ebenheit zu verbessern.
Online-Überwachung und Feedback: Während des Polierprozesses wird fortschrittliche Online-Überwachungstechnologie eingesetzt, um die Rauheit, Ebenheit und den Glanz der Werkstückoberfläche in Echtzeit zu erkennen. Entsprechend den Überwachungsergebnissen werden die Parameter wie Geschwindigkeit, Druck und Konzentration der Polierflüssigkeit der Polierscheibe rechtzeitig angepasst, um sicherzustellen, dass die Polierwirkung den Anforderungen entspricht.
Qualitätskontrolle und -bewertung: Nach dem Polieren wird die Siliziumkarbidscheibe einer umfassenden Qualitätsprüfung und -bewertung unterzogen. Einschließlich der Prüfung von Oberflächenrauheit, Ebenheit, Glanz, Mikrostruktur und anderen Aspekten, um sicherzustellen, dass die Polierqualität den Designanforderungen und Nutzungsstandards entspricht.
Das mechanische Polieren ist der erste Schritt im Polierprozess Scheiben aus Siliziumkarbid , und seine Bedeutung liegt auf der Hand. Durch Auswahl des richtigen Polierscheibenmaterials, Einstellen der richtigen Geschwindigkeit und Anwenden des richtigen Drucks sowie der Verwendung der Polierflüssigkeit, die den Eigenschaften des Siliziumkarbidmaterials entspricht, können wir die raue Schicht und die mikroskopischen Unebenheiten auf der Oberfläche des Siliziumkarbids schrittweise entfernen Scheibe, um eine glatte, ebene und hochwertige Oberfläche zu erzielen. Dieser Prozess schafft nicht nur eine solide Grundlage für den anschließenden Polierprozess, sondern verbessert auch die Gesamtleistung und Lebensdauer der Siliziumkarbidscheibe. Angesichts der kontinuierlichen Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technologie haben wir Grund zu der Annahme, dass die mechanische Poliertechnologie in immer mehr Bereichen eine wichtige Rolle spielen und einen größeren Beitrag zur Verarbeitung und Anwendung von High-Tech-Materialien leisten wird.