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
Пясъкоструенето е метод за повърхностна обработка, който използва високоскоростен пясъчен поток, за да въздейства върху повърхността, за да се постигне почистване, отстраняване на оксиден слой, грапавост или декоративни ефекти. Като високоефективен абразив, черният силиций има очевидни предимства в областта на пясъкоструенето:
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.