Introducere în produsele din siliciu negru și aplicarea lor în sablare
Siliciu negrueste un material funcțional din silicon cu o structură de suprafață specială, numită astfel datorită capacității sale extrem de puternice de absorbție a luminii și morfologiei unice de suprafață micro-nano. În ultimii ani, odată cu îmbunătățirea preciziei tratamentului de suprafață și a cerințelor de performanță a materialelor în producția de înaltă calitate, siliciul negru a fost utilizat pe scară largă în fotovoltaică, optoelectronică, semiconductori, fabricarea componentelor optice și alte domenii, datorită proprietăților sale fizice și chimice excelente. În același timp, siliciul negru a intrat treptat în industria sablării suprafețelor și a devenit un nou tip de material de sablare cu performanțe excelente.
Ⅰ. Caracteristicile de bază ale siliciului negru
Siliciul negru se formează prin tratarea suprafeței de siliciu printr-o serie de tehnologii de preparare a structurilor micro-nano (cum ar fi gravarea cu ioni reactivi, gravarea chimică asistată de metal, gravarea indusă de laser etc.). Suprafața sa prezintă o structură conică densă sau columnară, care poate reduce semnificativ reflectivitatea luminii. Reflectivitatea în banda vizibilă până la infraroșu apropiat poate fi chiar mai mică de 1%, deci are un aspect negru închis.
Siliciul negru nu numai că are proprietăți optice excelente, dar prezintă și avantajele unei durități ridicate, purității ridicate, rezistenței la uzură și rezistenței la coroziune. Structura particulelor sale este puternică și potrivită pentru cicluri multiple în condiții de impact de mare viteză. Are performanțe mai bune la sablare decât abrazivii tradiționali, cum ar fi corindonul alb, corindonul brun, nisipul de cuarț etc.
Ⅱ. Avantajele siliciului negru în sablare
Sablarea este o metodă de tratare a suprafețelor care utilizează un flux de nisip de mare viteză pentru a impacta suprafața în scopul curățării, îndepărtării stratului de oxid, asperizării sau efectului decorativ. Ca abraziv de înaltă performanță, siliciul negru are avantaje evidente în domeniul sablării:
1. Efect de suprafață fin și uniform
Structura geometrică a particulelor de siliciu negru este regulată, iar morfologia este stabilă. După pulverizare, poate forma un efect mat uniform și consistent pe suprafața piesei de prelucrat. Acest efect de tratament este potrivit în special pentru produse precum sticla optică, carcasele lentilelor, piesele structurale din aliaj de aluminiu etc., care au cerințe extrem de ridicate privind consistența și aspectul suprafeței.
2. Duritate ridicată și rezistență la impact
Duritatea Mohs a siliciului negru este de până la 8,5 sau mai mare, rata de rupere în timpul sablării este scăzută, iar durata de viață este lungă. Comparativ cu nisipul de cuarț obișnuit sau cu perlele de sticlă, sablarea cu siliciu negru este mai eficientă și are o forță de impact mai mare, putând finaliza curățarea profundă și rugozitatea într-un timp scurt.
3. Puritate ridicată și protecție a mediului
Puritatea siliciului negru este de obicei peste 99% și nu conține impurități dăunătoare, cum ar fi siliciul liber sau metalele grele. Are o poluare redusă cu praf în atelierul de sablare și este potrivit în special pentru utilizarea în industrii cu curățenie ridicată, cum ar fi componentele electronice, dispozitivele medicale și ambalajele semiconductorilor. În același timp, forma particulelor sale este stabilă, generarea de praf este mică și este mai sigur pentru sănătatea operatorilor.
4. Reutilizabil și controlabil din punct de vedere al costurilor
Datorită durității ridicate și stabilității structurale, siliciul negru își poate menține un efect bun de pulverizare după mai multe cicluri, reducând considerabil pierderile de material. În echipamentele automate de sablare la scară largă, siliciul negru prezintă o rentabilitate mai bună.
III. Domenii tipice de aplicare
Abrazivii de sablare pe bază de silicon negru au fost utilizați pe scară largă în următoarele domenii:
Tratament mat de precizie pentru suprafețe hardware: cum ar fi rama centrală a telefoanelor mobile de înaltă calitate, carcasa laptopului, carcasa ceasului inteligent și alte produse din aliaj de aluminiu;
Tratament pentru glazurarea sticlei optice: utilizat pentru lentile, filtre, mate pentru ferestre optice și decorațiuni;
Piese aerospațiale și militare: îndepărtați stratul de oxid fără a modifica dimensiunea pentru a îmbunătăți aderența acoperirii;
Gravarea suprafeței ambalajelor electronice: îmbunătățirea preciziei ambalajelor și a aderenței interfeței;
Micro-sablare din materiale ceramice și compozite: tratament de rugozitate a suprafeței pentru a spori rezistența lipirii.
Ⅳ. Rezumat
Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei de sablare și cu tendința industriei prelucrătoare de a se îndrepta către o precizie sporită și o protecție sporită a mediului, materialele tradiționale de sablare nu mai pot satisface nevoile proceselor de înaltă performanță. Siliciul negru, ca abraziv funcțional cu rezistență ridicată, reflexie redusă, puritate ridicată și protecție a mediului, devine un material important de modernizare în industria de sablare. Fie că este utilizat în fabricația de precizie, mată optică, fie în procesarea dispozitivelor electronice, pretratarea suprafețelor echipamentelor aerospațiale și alte domenii, siliciul negru a demonstrat perspective largi de aplicare.