کاربید سیلیکون سبز (SiC) یک ساینده مصنوعی و فوق سخت است. رنگ “سبز” نشان دهنده خلوص بالای آن (بیش از 99٪) است که در مقایسه با همتای کاربید سیلیکون سیاه خود، منجر به کریستالهای تیزتر، سختتر و شکنندهتر میشود.
خواص کاربید سیلیکون سبز:
سختی فوقالعاده: سختی موس ۹.۵، این به آن اجازه میدهد تا به راحتی شیشه را خراشیده و برش دهد (موس ~۵.۵).
بلورهای تیز و شکننده: دانهها در حین استفاده میشکنند و لبههای تیز جدیدی تشکیل میدهند، خاصیتی که به عنوان خود تیز شوندگی شناخته میشود . این امر عملکرد برش ثابت را تضمین میکند.
رسانایی حرارتی بالا: به اتلاف گرمای تولید شده در طول فرآیند پولیش کمک میکند.
نقش آن در فرآیند صیقل دادن شیشه
درک این نکته ضروری است که “پرداخت” در تولید اغلب شامل دو مرحله مجزا است و SiC سبز در درجه اول در مرحله اول استفاده میشود:
۱. کاربرد اصلی: لپینگ (یا سنگزنی)
این مرحله، مرحلهی حیاتی قبل از پرداخت نهایی است. هدف از پرداخت، حذف آسیبهای سطحی قابل توجه، ایجاد یک سطح صاف و آمادهسازی شیشه برای پرداخت نهایی است.
عملکرد: SiC سبز برش یا شکستگیهای ریز را انجام میدهد . دانههای تیز و سخت آن مانند اسکنههای ریز بیشماری عمل میکنند و به صورت مکانیکی مواد را از سطح شیشه جدا میکنند.
فرآیند: پودر با آب مخلوط میشود تا یک دوغاب تشکیل شود. این دوغاب بین قطعه کار شیشه و یک صفحه صاف (که معمولاً از چدن یا قلع ساخته شده است) تغذیه میشود. با چرخش صفحه، دانههای معلق SiC سطح شیشه را میسایند.
اندازههای دانهبندی مورد استفاده: طیف وسیعی از دانهبندیها به ترتیب متوالی استفاده میشوند.
بلغور درشت (مثلاً F400، F500): برای برداشتن سریع مواد و تراز کردن.
سنبادههای متوسط (مثلاً F800، F1000): برای از بین بردن خراشهای به جا مانده از سنبادههای درشت.
سنبادههای ریز (مثلاً F1200، F1500): برای ایجاد سطحی صاف و نیمه شفاف با خراشهای بسیار ریز، و آماده کردن آن برای پرداخت نهایی.
۲. کاربرد محدود: پرداخت ظریف
اگرچه میتوان از گریدهای بسیار ریز SiC سبز (مثلاً W7، W5) برای صیقلکاری اولیه استفاده کرد، اما برای دستیابی به یک پرداخت نهایی با کیفیت نوری واقعی، کمتر رایج است . عمل برش مکانیکی SiC، حتی در اندازههای ریز، میتواند یک “مه” میکروسکوپی یا آسیب زیرسطحی ایجاد کند.
مقایسه با سایر سایندههای رایج برای پرداخت شیشه
| ساینده | سختی | مکانیسم اولیه | بهترین برای | مزایا و معایب |
|---|---|---|---|---|
| کاربید سیلیکون سبز | ۹.۵ | میکروبرش مکانیکی | لپینگ و لبه سازی | مزایا: برش بسیار سریع، مقرون به صرفه برای حذف ضایعات. معایب: میتواند آسیبهای زیرسطحی ایجاد کند. |
| اکسید سریم (CeO₂) | ~۶-۷ | پرداخت شیمیایی-مکانیکی (CMP) | پرداخت نوری نهایی | مزایا: وضوح و شفافیت استثنایی و بدون خش ایجاد میکند. معایب: کندتر، گرانتر. |
| اکسید آلومینیوم (Al₂O₃) | ۹.۰ | میکروبرش مکانیکی | لپینگ عمومی | مزایا: نرمتر است و احتمال ایجاد خراشهای عمیق در آن کمتر از SiC است. معایب: راندمان برش کمتر، سایش سریعتر. |
| الماس | ۱۰ | میکروبرش مکانیکی | مواد سخت، لپینگ سریع | مزایا: سختترین و تهاجمیترین ابزار برش. معایب: بسیار گران است، در صورت عدم کنترل میتواند باعث خراشهای عمیق شود. |
مزایا و معایب SiC سبز برای پرداخت شیشه
مزایا:
راندمان بالا: شیشه را خیلی سریع برش میدهد و آن را برای برداشتن خرده شیشه ایدهآل میکند.
مقرون به صرفه: تعادل بسیار خوبی بین عملکرد و قیمت برای مرحله لپینگ ارائه میدهد.
عملکرد پایدار: ماهیت خود تیز شوندگی، سرعت برش پایدار را حفظ میکند.
دسترسی گسترده: در طیف گستردهای از اندازههای استاندارد دانهبندی موجود است.
بهترین شیوههای کاربردی
اندازه گیری متوالی دانه بندی: همیشه دانه بندی ها را به ترتیب انجام دهید (مثلاً ۴۰۰ -> ۶۰۰ -> ۱۰۰۰). نادیده گرفتن مراحل، خراش های عمیقی به جا می گذارد که از بین بردن آنها بسیار زمان بر است.
غلظت مناسب دوغاب: دوغابی که به خوبی مخلوط شده باشد، برش یکنواخت را تضمین میکند و از تهنشین شدن پودر جلوگیری میکند.
فشار و سرعت: فشار و سرعت چرخش بهینه بسیار مهم هستند. فشار بیش از حد میتواند باعث ترک خوردگی شود؛ فشار خیلی کم منجر به پردازش کند میشود.
تمیزی: تمیز کردن کامل قطعه کار و تجهیزات بین هر بار تعویض گریت برای جلوگیری از آلودگی ناشی از دانههای بزرگتر و سرگردان ضروری است.