Полировальный порошок Al2O3: техническое руководство для промышленного и лабораторного использования

Введение

В полировочных работах - будь то приведение зеркала телескопа в оптический допуск или очистка титанового ортопедического импланта - полировочный порошок из оксида алюминия является одним из основных. Химически известный как Al2O3, этот керамический абразив выпускается в нескольких видах и фазах. Правильный выбор может означать разницу между равномерной, глянцевой отделкой и поверхностью, испещренной микроцарапинами.

Выбор кристаллической фазы

В полировальном деле преобладают две кристаллические формы:

• α-Al2O3(альфа-глинозем): Плотная корундовая структура, твердость близка к сапфиру. Стабилен при нагревании и механических нагрузках, поэтому хорошо подходит для стекла, твердых металлов и керамики.

• γ-Al2O3(гамма-глинозем): Более мягкий, рыхлый. Разрушается в процессе использования, что может помочь добиться более тонкой обработки мягких металлов или полимерных композитов.

Фаза - это не просто лабораторная диковинка, она напрямую влияет на скорость резания, поведение шлама и конечную шероховатость, которую вы получите.

Размер частиц и соответствие применению

В промышленности часто используются частицы размером от 5 мкм до 0,05 мкм. Например:

Трехэтапная оптическая последовательность может состоять из 3 мкм → 1 мкм → 0,05 мкм, с переходом от одного этапа к другому. Пропуск промежуточного этапа обычно стоит больше времени, чем экономит.

Приготовление шлама и контроль процесса

Для большинства полировальных установок:

• Концентрация: 5-20 весовых % порошка Al2O3 в деионизированной воде.

• pH: Нейтральный для керамики и стекла; слегка кислый (pH 4-6) для металлов, склонных к окислению.

• Выбор пада: Войлок или полиуретан для хрупких подложек; тканое полотно для вязких металлов.

• Давление: Около 20-80 кПа для хрупких деталей; до 150 кПа для удаления тяжелых материалов.

• Вращение: Типичная скорость вращения пластины 30-90 об/мин; повышенный риск перегрева тонких деталей.

Некоторые оптические мастерские используют проверку размера частиц по стандарту ASTM E112 перед загрузкой полировального круга, чтобы убедиться, что в процесс не попадает слишком крупная крошка.

Примечания к применению

• Металлы: Для финишной обработки нержавеющей стали хорошо подходит γ-Al2O3 с размером 3 мкм, а затем α-Al2O3 с размером 1 мкм. Избегайте применения щелочного шлама на алюминиевых сплавах во избежание травления поверхности.

• Стекло и оптика: Используйте α-Al2O3 с фильтрованной суспензией (фильтрация 0,2 мкм) для предотвращения случайных царапин. Во избежание термических искажений не превышайте температуру 30 °C.

• Керамика: Непрерывный поток шлама предотвращает локальный нагрев и микротрещины в деталях из глинозема или диоксида циркония.

• Полупроводники: Сверхчистый (>99,99 %) α-Al2O3, часто с зерном 0,05 мкм, является стандартом для окончательной планаризации пластин.

Устранение неисправностей Общие проблемы

Безопасность и хранение

Несмотря на то, что глиноземистая керамика инертна, ее мелкая пыль может вызвать раздражение дыхательных путей. Работайте под вытяжкой или надевайте маску для защиты от твердых частиц. Для полировки высокой чистоты храните порошок в герметичных контейнерах с влагопоглотителем - Al2O3 со временем поглощает влагу из окружающей среды, изменяя поведение суспензии.

Заключительные замечания

Выбор подходящего полировального порошка из оксида алюминия - это не просто выбор зернистости по каталогу. Кристаллическая фаза, распределение частиц, чистота и параметры процесса - все это влияет на конечную поверхность. В ответственных работах - оптических плоскостях, прецизионных медицинских приборах, полупроводниковых пластинах - эти детали решают, будет ли деталь соответствовать спецификации.

Если вам нужен стабильный порошок Al2O3 высокой чистоты с проверенными техническими характеристиками, Stanford Advanced Materials поставляет несколько сортов, предназначенных для полировки как в лабораторных, так и в производственных условиях. Наша техническая команда может подобрать характеристики порошка в соответствии с вашим технологическим процессом, что поможет вам быстрее и с меньшим количеством брака достичь поставленных целей по чистоте поверхности.