ഹൈ-എൻഡ് പ്രിസിഷൻ പോളിഷിങ്ങിൽ സിർക്കോണിയ പൗഡറിന്റെ പ്രയോഗത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം
ഇലക്ട്രോണിക്സ്, ഇൻഫർമേഷൻ ടെക്നോളജി, ഒപ്റ്റിക്കൽ നിർമ്മാണം, സെമികണ്ടക്ടറുകൾ, അഡ്വാൻസ്ഡ് സെറാമിക്സ് തുടങ്ങിയ ഹൈടെക് വ്യവസായങ്ങളുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനത്തോടെ, മെറ്റീരിയൽ ഉപരിതല സംസ്കരണത്തിന്റെ ഗുണനിലവാരത്തിൽ ഉയർന്ന ആവശ്യകതകൾ ഏർപ്പെടുത്തുന്നു. പ്രത്യേകിച്ചും, സഫയർ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗ്ലാസ്, ഹാർഡ് ഡിസ്ക് പ്ലാറ്ററുകൾ തുടങ്ങിയ പ്രധാന ഘടകങ്ങളുടെ അൾട്രാ-പ്രിസിഷൻ മെഷീനിംഗിൽ, പോളിഷിംഗ് മെറ്റീരിയലിന്റെ പ്രകടനം മെഷീനിംഗ് കാര്യക്ഷമതയും അന്തിമ ഉപരിതല ഗുണനിലവാരവും നേരിട്ട് നിർണ്ണയിക്കുന്നു.സിർക്കോണിയ പൊടി (ZrO₂)ഉയർന്ന പ്രകടനശേഷിയുള്ള അജൈവ വസ്തുവായ γαγανα, മികച്ച കാഠിന്യം, താപ സ്ഥിരത, വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം, പോളിഷിംഗ് ഗുണങ്ങൾ എന്നിവ കാരണം ഹൈ-എൻഡ് പ്രിസിഷൻ പോളിഷിംഗ് മേഖലയിൽ ക്രമേണ ഉയർന്നുവരുന്നു, സീരിയം ഓക്സൈഡിനും അലുമിനിയം ഓക്സൈഡിനും ശേഷമുള്ള അടുത്ത തലമുറ പോളിഷിംഗ് വസ്തുക്കളുടെ പ്രതിനിധിയായി മാറുന്നു.
I. ന്റെ മെറ്റീരിയൽ ഗുണങ്ങൾസിർക്കോണിയ പൗഡർ
ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്കവും (ഏകദേശം 2700°C) മോണോക്ലിനിക്, ടെട്രാഗണൽ, ക്യൂബിക് ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള വിവിധ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനകളുമുള്ള ഒരു വെളുത്ത പൊടിയാണ് സിർക്കോണിയ. ഉചിതമായ അളവിൽ സ്റ്റെബിലൈസറുകൾ (യിട്രിയം ഓക്സൈഡ്, കാൽസ്യം ഓക്സൈഡ് പോലുള്ളവ) ചേർത്ത് സ്ഥിരതയുള്ളതോ ഭാഗികമായി സ്ഥിരതയുള്ളതോ ആയ സിർക്കോണിയ പൊടി ലഭിക്കും, ഇത് ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പോലും മികച്ച ഘട്ടം സ്ഥിരതയും മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും നിലനിർത്താൻ അനുവദിക്കുന്നു.
സിർക്കോണിയ പൊടിയുടെ മികച്ച നേട്ടങ്ങൾ പ്രധാനമായും താഴെപ്പറയുന്ന വശങ്ങളിൽ പ്രതിഫലിക്കുന്നു:
ഉയർന്ന കാഠിന്യവും മികച്ച മിനുക്കുപണി കഴിവും: 8.5 അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ കൂടുതലുള്ള മോസ് കാഠിന്യത്തോടെ, വിവിധ ഉയർന്ന കാഠിന്യമുള്ള വസ്തുക്കളുടെ അന്തിമ മിനുക്കുപണികൾക്ക് ഇത് അനുയോജ്യമാണ്.
ശക്തമായ രാസ സ്ഥിരത: ഇത് അസിഡിറ്റി അല്ലെങ്കിൽ ചെറുതായി ക്ഷാര പരിതസ്ഥിതികളിൽ സ്ഥിരത നിലനിർത്തുന്നു, കൂടാതെ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് വിധേയമാകില്ല.
മികച്ച ഡിസ്‌പേഴ്‌സിബിലിറ്റി: പരിഷ്‌ക്കരിച്ച നാനോ- അല്ലെങ്കിൽ സബ്മൈക്രോൺ വലുപ്പംസിർക്കോണിയ പൊടികൾമികച്ച സസ്പെൻഷനും ഒഴുക്കും പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, ഏകീകൃത പോളിഷിംഗ് സാധ്യമാക്കുന്നു.
കുറഞ്ഞ താപ ചാലകതയും കുറഞ്ഞ ഘർഷണ കേടുപാടുകളും: പോളിഷിംഗ് സമയത്ത് ഉണ്ടാകുന്ന താപം വളരെ കുറവാണ്, ഇത് ഫലപ്രദമായി താപ സമ്മർദ്ദവും സംസ്കരിച്ച പ്രതലത്തിൽ മൈക്രോക്രാക്കുകൾ ഉണ്ടാകാനുള്ള സാധ്യതയും കുറയ്ക്കുന്നു.
II. പ്രിസിഷൻ പോളിഷിംഗിൽ സിർക്കോണിയ പൗഡറിന്റെ സാധാരണ പ്രയോഗങ്ങൾ
1. സഫയർ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് പോളിഷിംഗ്
ഉയർന്ന കാഠിന്യവും മികച്ച ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങളും കാരണം നീലക്കല്ലിന്റെ പരലുകൾ LED ചിപ്പുകൾ, വാച്ച് ലെൻസുകൾ, ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. സമാനമായ കാഠിന്യവും കുറഞ്ഞ കേടുപാടുകൾ നിരക്കും ഉള്ള സിർക്കോണിയ പൊടി നീലക്കല്ലിന്റെ കെമിക്കൽ മെക്കാനിക്കൽ പോളിഷിംഗിന് (CMP) അനുയോജ്യമായ ഒരു വസ്തുവാണ്. പരമ്പരാഗതവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾഅലുമിനിയം ഓക്സൈഡ് പോളിഷിംഗ് പൊടികൾ, സിർക്കോണിയ ഉപരിതല പരന്നതയും കണ്ണാടി ഫിനിഷും ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു, അതേസമയം മെറ്റീരിയൽ നീക്കം ചെയ്യൽ നിരക്ക് നിലനിർത്തുകയും പോറലുകളും മൈക്രോക്രാക്കുകളും കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
2. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗ്ലാസ് പോളിഷിംഗ്
ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള ലെൻസുകൾ, പ്രിസങ്ങൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ എൻഡ് ഫേസുകൾ തുടങ്ങിയ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടകങ്ങളുടെ പ്രോസസ്സിംഗിൽ, പോളിഷിംഗ് വസ്തുക്കൾ വളരെ ഉയർന്ന വൃത്തിയും സൂക്ഷ്മതയും പാലിക്കണം. ഉയർന്ന പരിശുദ്ധി ഉപയോഗിക്കുന്നുസിർക്കോണിയം ഓക്സൈഡ് പൊടി0.3-0.8 μm നിയന്ത്രിത കണിക വലിപ്പമുള്ള ഇത്, അന്തിമ പോളിഷിംഗ് ഏജന്റ് എന്ന നിലയിൽ വളരെ കുറഞ്ഞ ഉപരിതല പരുക്കൻത (Ra ≤ 1 nm) കൈവരിക്കുന്നു, ഇത് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളുടെ കർശനമായ "കുറ്റമറ്റ" ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നു.
3. ഹാർഡ് ഡ്രൈവ് പ്ലാറ്ററും സിലിക്കൺ വേഫർ പ്രോസസ്സിംഗും
ഡാറ്റ സംഭരണ സാന്ദ്രത തുടർച്ചയായി വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, ഹാർഡ് ഡ്രൈവ് പ്ലാറ്റർ ഉപരിതല പരന്നതയ്ക്കുള്ള ആവശ്യകതകൾ കൂടുതൽ കർശനമായിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്.സിർക്കോണിയ പൊടിഹാർഡ് ഡ്രൈവ് പ്ലാറ്റർ പ്രതലങ്ങളുടെ ഫൈൻ പോളിഷിംഗ് ഘട്ടത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന , പ്രോസസ്സിംഗ് വൈകല്യങ്ങളെ ഫലപ്രദമായി നിയന്ത്രിക്കുകയും ഡിസ്ക് റൈറ്റ് കാര്യക്ഷമതയും സേവന ജീവിതവും മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. കൂടാതെ, സിലിക്കൺ വേഫറുകളുടെ അൾട്രാ-പ്രിസിഷൻ പോളിഷിംഗിൽ, സിർക്കോണിയം ഓക്സൈഡ് മികച്ച ഉപരിതല അനുയോജ്യതയും കുറഞ്ഞ നഷ്ട ഗുണങ്ങളും പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് സെറിയയ്ക്ക് വളർന്നുവരുന്ന ഒരു ബദലായി മാറുന്നു.
Ⅲ. പോളിഷിംഗ് ഫലങ്ങളിൽ കണിക വലുപ്പത്തിന്റെയും വിതരണ നിയന്ത്രണത്തിന്റെയും പ്രഭാവം.
സിർക്കോണിയം ഓക്സൈഡ് പൊടിയുടെ മിനുക്കുപണികളുടെ പ്രകടനം അതിന്റെ ഭൗതിക കാഠിന്യം, ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന എന്നിവയുമായി മാത്രമല്ല, അതിന്റെ കണികാ വലിപ്പ വിതരണവും വിസർജ്ജനവും അതിനെ സാരമായി സ്വാധീനിക്കുന്നു.
കണിക വലിപ്പ നിയന്ത്രണം: അമിതമായ വലിയ കണിക വലിപ്പങ്ങൾ ഉപരിതലത്തിൽ എളുപ്പത്തിൽ പോറലുകൾ ഉണ്ടാക്കും, അതേസമയം വളരെ ചെറുത് മെറ്റീരിയൽ നീക്കം ചെയ്യൽ നിരക്ക് കുറയ്ക്കും.അതിനാൽ, 0.2 മുതൽ 1.0 μm വരെയുള്ള D50 ശ്രേണിയിലുള്ള മൈക്രോപൗഡറുകൾ അല്ലെങ്കിൽ നാനോപൗഡറുകൾ പലപ്പോഴും വ്യത്യസ്ത പ്രോസസ്സിംഗ് ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഡിസ്പർഷൻ പ്രകടനം: നല്ല ഡിസ്പർസിബിലിറ്റി കണികകളുടെ സംയോജനത്തെ തടയുന്നു, പോളിഷിംഗ് ലായനിയുടെ സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കുന്നു, പ്രോസസ്സിംഗ് കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. ചില ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള സിർക്കോണിയ പൊടികൾ, ഉപരിതല പരിഷ്കരണത്തിന് ശേഷം, ജലീയ അല്ലെങ്കിൽ ദുർബലമായ അസിഡിറ്റി ലായനികളിൽ മികച്ച സസ്പെൻഷൻ ഗുണങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, ഡസൻ കണക്കിന് മണിക്കൂറിലധികം സ്ഥിരതയുള്ള പ്രവർത്തനം നിലനിർത്തുന്നു.
IV. വികസന പ്രവണതകളും ഭാവി കാഴ്ചപ്പാടുകളും
നാനോ ഫാബ്രിക്കേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ തുടർച്ചയായ പുരോഗതിയോടെ,സിർക്കോണിയ പൊടികൾഉയർന്ന പരിശുദ്ധി, ഇടുങ്ങിയ കണികാ വലിപ്പ വിതരണം, മെച്ചപ്പെട്ട വിതരണക്ഷമത എന്നിവയിലേക്ക് നവീകരിക്കപ്പെടുന്നു. ഭാവിയിൽ ഇനിപ്പറയുന്ന മേഖലകൾ ശ്രദ്ധ അർഹിക്കുന്നു:
1. നാനോ-സ്കെയിലിന്റെ വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനവും ചെലവ് ഒപ്റ്റിമൈസേഷനുംസിർക്കോണിയ പൊടികൾ
ഉയർന്ന ശുദ്ധതയുള്ള പൊടികൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള ഉയർന്ന ചെലവും സങ്കീർണ്ണമായ പ്രക്രിയയും അഭിസംബോധന ചെയ്യുന്നത് അവയുടെ വ്യാപകമായ പ്രയോഗം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിന് പ്രധാനമാണ്.
2. കോമ്പോസിറ്റ് പോളിഷിംഗ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ വികസനം.
അലുമിന, സിലിക്ക തുടങ്ങിയ വസ്തുക്കളുമായി സിർക്കോണിയ സംയോജിപ്പിക്കുന്നത് നീക്കം ചെയ്യൽ നിരക്കും ഉപരിതല നിയന്ത്രണ ശേഷിയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.
3. പച്ചയും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവുമായ പോളിഷിംഗ് ഫ്ലൂയിഡ് സിസ്റ്റം
പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് വിഷരഹിതവും ജൈവ വിസർജ്ജ്യവുമായ വിതരണ മാധ്യമങ്ങളും അഡിറ്റീവുകളും വികസിപ്പിക്കുക.
വി. ഉപസംഹാരം
സിർക്കോണിയം ഓക്സൈഡ് പൊടിമികച്ച മെറ്റീരിയൽ ഗുണങ്ങളോടെ, ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള പ്രിസിഷൻ പോളിഷിംഗിൽ കൂടുതൽ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. നിർമ്മാണ സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ തുടർച്ചയായ പുരോഗതിയും വ്യവസായ ആവശ്യകതയും വർദ്ധിക്കുന്നതിനൊപ്പം, പ്രയോഗംസിർക്കോണിയം ഓക്സൈഡ് പൊടികൂടുതൽ വ്യാപകമാകും, കൂടാതെ ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള പോളിഷിംഗ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ അടുത്ത തലമുറയ്ക്ക് ഇത് ഒരു പ്രധാന പിന്തുണയായി മാറുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. പ്രസക്തമായ കമ്പനികൾക്ക്, മെറ്റീരിയൽ അപ്‌ഗ്രേഡ് ട്രെൻഡുകൾക്കൊപ്പം വേഗത നിലനിർത്തുന്നതും പോളിഷിംഗ് മേഖലയിൽ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതും ഉൽപ്പന്ന വ്യത്യാസവും സാങ്കേതിക നേതൃത്വവും കൈവരിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന പാതയായിരിക്കും.