Въведение в черните силициеви продукти и тяхното приложение в пясъкоструйната обработка
Черен силицийе функционален силициев материал със специална повърхностна структура, наречен така заради изключително силната си способност за поглъщане на светлина и уникалната си микро-нано морфология на повърхността. През последните години, с подобряването на точността на повърхностната обработка и изискванията за производителност на материалите във висок клас производство, черният силиций се използва широко във фотоволтаиката, оптоелектрониката, полупроводниците, производството на оптични компоненти и други области, благодарение на отличните си физични и химични свойства. В същото време черният силиций постепенно навлиза в индустрията за пясъкоструене на повърхности и се превръща в нов вид пясъкоструен материал с отлични характеристики.
Ⅰ. Основни характеристики на черния силиций
Черният силиций се образува чрез обработка на силициевата повърхност чрез серия от технологии за подготовка на микро-наноструктури (като реактивно йонно ецване, метално-асистирано химическо ецване, лазерно-индуцирано ецване и др.). Повърхността му има плътна конусовидна или колоновидна структура, което може значително да намали отражателната способност на светлината. Отражателната способност във видимия до близкия инфрачервен диапазон може да бъде дори по-малка от 1%, така че е тъмночерна на вид.
Черният силиций не само има отлични оптични свойства, но и предимствата на висока твърдост, висока чистота, износоустойчивост и устойчивост на корозия. Структурата на частиците му е здрава и подходяща за многократни цикли при условия на високоскоростно въздействие. Той се представя по-добре при пясъкоструене от традиционните абразиви като бял корунд, кафяв корунд, кварцов пясък и др.
Ⅱ. Предимства на черния силиций при пясъкоструене
Пясъкоструйната обработка е метод за повърхностна обработка, който използва високоскоростен пясъчен поток, за да се постигне почистване, отстраняване на оксиден слой, грапавост или декоративни ефекти. Като високоефективен абразив, черният силиций има очевидни предимства в областта на пясъкоструйната обработка:
1. Фин и равномерен повърхностен ефект
Геометричната структура на черните силициеви частици е правилна, а морфологията им е стабилна. След пръскане, те могат да образуват равномерен и постоянен матов ефект върху повърхността на детайла. Този ефект на обработка е особено подходящ за продукти като оптично стъкло, корпуси на лещи, алуминиеви структурни части и др., които имат изключително високи изисквания за консистенция и външен вид на повърхността.
2. Висока твърдост и устойчивост на удар
Твърдостта по Моос на черния силиций е висока или по-висока, степента на счупване по време на пясъкоструене е ниска, а експлоатационният живот е дълъг. В сравнение с обикновения кварцов пясък или стъклени перли, пясъкоструенето с черен силиций е по-ефективно и има по-силна ударна сила, като може да завърши дълбоко почистване и загрубяване за кратко време.
3. Висока чистота и опазване на околната среда
Чистотата на черния силиций обикновено е над 99% и не съдържа вредни примеси като свободен силиций или тежки метали. Той има ниско замърсяване с прах в цеховете за пясъкоструене и е особено подходящ за употреба в индустрии с висока чистота, като например електронни компоненти, медицински изделия и полупроводникови опаковки. В същото време формата на частиците му е стабилна, образуването на прах е малко и е по-безопасен за здравето на операторите.
4. Многократна употреба и контролируеми разходи
Поради високата си твърдост и структурна стабилност, черният силиций може да поддържа добър ефект на пръскане след множество цикли, което значително намалява загубите на материал. В мащабно автоматично оборудване за пясъкоструене, черният силиций показва по-добра икономичност.
Ⅲ. Типични области на приложение
Черните силициеви абразиви за пясъкоструене са широко използвани в следните области:
Прецизна матова обработка на повърхността на хардуера: като например средна рамка на висок клас мобилни телефони, корпус на лаптопи, корпус на смарт часовници и други продукти от алуминиева сплав;
Обработка с глазура за оптично стъкло: използва се за лещи, филтри, оптични прозоречни матове и декорации;
Аерокосмически и военни части: премахване на оксидния слой без промяна на размера, за да се подобри адхезията на покритието;
Ецване на повърхността на електронната опаковка: подобряване на точността на опаковката и адхезията на интерфейса;
Микропясъкоструене на керамични и композитни материали: обработка за награпяване на повърхността за подобряване на здравината на свързване.
Ⅳ. Обобщение
С непрекъснатото развитие на технологиите за пясъкоструене и насочването на производствената индустрия към по-висока прецизност и по-висока екологична защита, традиционните материали за пясъкоструене вече не могат да отговорят на нуждите на висок клас процеси. Черният силиций, като функционален абразив с висока якост, ниско отражение, висока чистота и екологична защита, се превръща във важен материал за подобрение в пясъкоструйната индустрия. Независимо дали е в прецизно производство, оптичен мат или в обработката на електронни устройства, предварителна обработка на повърхности на аерокосмическо оборудване и други области, черният силиций показва широки перспективи за приложение.