Aplicații principale și valoare industrială a micropulberii de diamant ultra-precizie/ultra-fine
Micropulberea de diamant ultra-precisă și ultrafină, fiind cel mai dur, mai ascuțit și mai controlabil abraziv superdur cu distribuție granulometrică disponibil în prezent, devine un material cheie de neînlocuit în fabricația de precizie. Având în vedere cerințele tot mai mari privind calitatea suprafeței, precizia procesării și fiabilitatea materialelor din industrii precum optica, electronica, semiconductorii și noile energii,micropulbere de diamanttrece de la șlefuirea și lustruirea tradițională la fabricația de ultra-precizie de înaltă performanță, iar domeniul său de aplicare este în continuă extindere. Particulele de micropulbere de diamant au în general dimensiuni cuprinse între 0,1 și 10 μm, pulberile ultrafine submicronice și nanometrice devenind consumabile de bază în fabricația avansată. Acestea posedă o duritate Mohs 10 extrem de ridicată, o conductivitate termică ridicată, un coeficient de frecare scăzut și capacități de micro-tăiere generate în timpul procesării, permițând finisaje de suprafață la nivel atomic pe materialele prelucrate. Acest lucru este evident în special în etapa finală de lustruire a lentilelor optice, safirului, ceramicii, cristalelor laser, napolitanelor semiconductoare și metalelor ultradure, unde demonstrează avantaje de neînlocuit.
În domeniile opticii și laserelor,pulbere de diamant ultrafinăeste utilizat în principal pentru lustruirea ultra-precisă a sticlei optice, a cristalelor infraroșii, a ferestrelor de safir, a oglinzilor cu reflectivitate ridicată și a cristalelor laser. Industria optică necesită o rugozitate a suprafeței extrem de ridicată, de obicei Ra < 1 nm. Muchiile ascuțite ale pulberii de diamant, funcționând într-un mod de deteriorare redusă, reduc eficient straturile de stres și microfisurile, îmbunătățind transmitanța luminii și performanța optică. În prelucrarea sticlei de safir pentru telefoane mobile, a ferestrelor infraroșii, a filtrelor de telecomunicații și a lentilelor rezonatoare laser, suspensiile de lustruire a diamantului, plăcuțele de lustruire a diamantului și suspensiile de diamant sunt consumabile critice. În plus, pulberea ultrafină este utilizată și în procesele MRF (lustruire reologică magnetoreologică) și CMP (lustruire chimico-mecanică). Prin controlul precis al dimensiunii particulelor și tehnologia de acoperire a suprafeței, se obțin tăieri uniforme și lustruire cu defecte reduse, îmbunătățind semnificativ eficiența procesării și randamentul componentelor optice.
În industria semiconductorilor și electronicii, pulberea de diamant de ultraprecizie este utilizată pentru șlefuirea și lustruirea napolitanelor de siliciu, carburii de siliciu (SiC), nitrurii de galiu (GaN), substraturilor de safir și napolitanelor semiconductoare compuse. Odată cu creșterea explozivă a dispozitivelor de alimentare SiC și a industriei semiconductorilor de a treia generație, duritatea și fragilitatea ridicate ale napolitanelor impun cerințe mai mari consumabilelor de șlefuire. Micropulberea de diamant poate îndepărta rapid materialul în timpul etapei de șlefuire și poate reduce rugozitatea suprafeței la nivel nanometric în timpul etapei de lustruire, reducând la minimum deteriorarea suprafeței și îmbunătățind astfel randamentul dispozitivului și performanța de disipare a căldurii. În industria panourilor de afișare, micropulberea de diamant este utilizată pe scară largă pentru lustruirea ultraprecizie a capacelor de sticlă, sticlei de ceas, sticlei de acoperire 3D și componentelor optice AR/VR. Eficiența sa ridicată de procesare poate scurta ciclul de turnare, poate îmbunătăți consistența produsului și poate îmbunătăți semnificativ randamentul liniei de producție și timpul de ciclu.
În domenii cu duritate ridicată, cum ar fi carbura cimentată, ceramica și compozitele cu matrice metalică, micropulberea de diamant ultrafină este utilizată pe scară largă pentru șlefuirea de precizie a muchiilor sculelor, lustruirea de precizie a matrițelor, întărirea suprafeței componentelor structurale aerospațiale și formarea de precizie. Deși sculele din carbură cimentată pot îmbunătăți rezistența la uzură și durata de viață a așchierii după pasivarea și lustruirea muchiilor,micropulbere de diamant poate realiza micro-tăiere menținând în același timp claritatea, rezultând o microstructură uniformă și rotunjită pe muchia așchietoare. În industria matrițelor de precizie, cum ar fi matrițele de injecție, matrițele de turnare sub presiune și matrițele optice, lustruirea cu pulbere de diamant micronică poate obține efecte de oglindă sub nanometri, îmbunătățind semnificativ durata de viață a matriței, performanța de demulare și calitatea turnării. În industria auto, aerospațială și a echipamentelor energetice, pulberea de diamant micronică este utilizată și pentru șlefuirea ultra-precisă a unor materiale speciale, cum ar fi componentele turbinelor ceramice dure, superaliajele pe bază de nichel și compozitele din fibră de carbon, conferind pieselor o fiabilitate și o stabilitate a performanței mai mari.
Pe măsură ce domeniile de aplicare continuă să se extindă, tehnologia de preparare a pulberii de diamant micronice de ultra-precizie este, de asemenea, modernizată constant. În prezent, metodele principale de preparare includ zdrobirea diamantelor artificiale de înaltă rezistență, detonarea (nanodiamantul), metodele chimice și tehnicile de modificare a suprafeței. Pentru a îndeplini cerințele mai ridicate de stabilitate și suspensie din industria optică și a semiconductorilor, pulberea micronică de înaltă calitate este de obicei acoperită, cum ar fi cu metale, substanțe anorganice, organice și surfactanți, îmbunătățind astfel dispersabilitatea, rezistența la căldură și consistența procesării. Diamantul cu granulație ultrafină înlocuiește treptat metodele tradiționale.materiale de lustruirecum ar fi oxidul de ceriu șialuminăîn procesele CMP, îmbunătățind în continuare planeitatea și eficiența de procesare a napolitanelor și componentelor optice. În viitor, odată cu dezvoltarea fabricației inteligente, a comunicării cuantice, a dispozitivelor medicale de precizie și a dispozitivelor optoelectronice avansate, pulberea micro de diamant de ultra-precizie va continua să își extindă limitele de aplicare și va deveni un material de bază cheie indispensabil în industria de prelucrare a materialelor.