Ievads melnā silīcija izstrādājumos un to pielietojumā smilšu strūklas tehnikā
Melns silīcijsir funkcionāls silīcija materiāls ar īpašu virsmas struktūru, kas nosaukts tā ārkārtīgi spēcīgās gaismas absorbcijas spējas un unikālās mikro-nano virsmas morfoloģijas dēļ. Pēdējos gados, uzlabojoties virsmas apstrādes precizitātei un materiālu veiktspējas prasībām augstas klases ražošanā, melnais silīcijs ir plaši izmantots fotoelektriskajā elementā, optoelektronikā, pusvadītājos, optisko komponentu ražošanā un citās jomās, pateicoties tā lieliskajām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Vienlaikus melnais silīcijs pakāpeniski ir ienācis virsmu smilšu strūklas apstrādes nozarē un ir kļuvis par jauna veida smilšu strūklas materiālu ar izcilām īpašībām.
II. Melnā silīcija pamatīpašības
Melnais silīcijs tiek iegūts, apstrādājot silīcija virsmu, izmantojot virkni mikro-nano struktūru sagatavošanas tehnoloģiju (piemēram, reaktīvo jonu kodināšanu, metāla palīdzību ķīmisko kodināšanu, lāzera inducētu kodināšanu utt.). Tā virsmai ir blīva konusa vai kolonnas struktūra, kas var ievērojami samazināt gaismas atstarošanos. Atstarošanās spēja redzamajā līdz tuvajā infrasarkanajā joslā var būt pat mazāka par 1%, tāpēc tas pēc izskata ir tumši melns.
Melnajam silīcijam ir ne tikai izcilas optiskās īpašības, bet arī augsta cietība, augsta tīrība, nodilumizturība un izturība pret koroziju. Tā daļiņu struktūra ir izturīga un piemērota vairākiem cikliem ātrgaitas trieciena apstākļos. Tas smilšu strūklas apstrādē darbojas labāk nekā tradicionālie abrazīvie materiāli, piemēram, baltais korunds, brūnais korunds, kvarca smiltis utt.
II. Melnā silīcija priekšrocības smilšu strūklas apstrādē
Smilšu strūkla ir virsmas apstrādes metode, kurā izmanto ātrgaitas smilšu plūsmu, lai iedarbotos uz virsmu, lai panāktu tīrīšanu, oksīda slāņa noņemšanu, raupjumu vai dekoratīvus efektus. Kā augstas veiktspējas abrazīvs, melnajam silikonam ir acīmredzamas priekšrocības smilšu strūklas jomā:
1. Smalka un vienmērīga virsmas efekts
Melnā silīcija daļiņu ģeometriskā struktūra ir regulāra un morfoloģija ir stabila. Pēc izsmidzināšanas tās var veidot vienmērīgu un noturīgu matētu efektu uz sagataves virsmas. Šis apstrādes efekts ir īpaši piemērots tādiem izstrādājumiem kā optiskais stikls, lēcu korpusi, alumīnija sakausējuma konstrukcijas daļas utt., kuriem ir ārkārtīgi augstas prasības attiecībā uz virsmas konsistenci un izskatu.
2. Augsta cietība un triecienizturība
Melnā silīcija cietība pēc Mosa skalas ir 8,5 vai augstāka, lūzuma ātrums smilšu strūklas apstrādes laikā ir zems un kalpošanas laiks ir ilgs. Salīdzinot ar parastajām kvarca smiltīm vai stikla pērlītēm, melnā silīcija smilšu strūkla ir efektīvāka un ar spēcīgāku trieciena spēku, kā arī īsā laikā var veikt dziļu tīrīšanu un raupšanu.
3. Augsta tīrība un vides aizsardzība
Melnā silīcija tīrība parasti pārsniedz 99%, un tas nesatur kaitīgus piemaisījumus, piemēram, brīvo silīciju vai smagos metālus. Smilšu strūklas darbnīcā tam ir zems putekļu piesārņojums, un tas ir īpaši piemērots izmantošanai augstas tīrības nozarēs, piemēram, elektronisko komponentu, medicīnas ierīču un pusvadītāju iepakojuma ražošanā. Tajā pašā laikā tā daļiņu forma ir stabila, putekļu veidošanās ir neliela, un tas ir drošāks operatoru veselībai.
4. Atkārtoti lietojams un izmaksu ziņā kontrolējams
Pateicoties augstajai cietībai un strukturālajai stabilitātei, melnais silīcijs joprojām var saglabāt labu izsmidzināšanas efektu pēc vairākiem cikliem, ievērojami samazinot materiāla zudumus. Liela mēroga automātiskās smilšu strūklas iekārtās melnais silīcijs ir ekonomiskāks.
III. Tipiskas pielietojuma jomas
Melnā silīcija smilšu strūklas abrazīvie materiāli ir plaši izmantoti šādās jomās:
Precīza aparatūras virsmas matēta apstrāde: piemēram, augstas klases mobilā tālruņa vidus rāmis, klēpjdatora korpuss, viedpulksteņa korpuss un citi alumīnija sakausējuma izstrādājumi;
Optiskā stikla matējuma apstrāde: izmanto lēcām, filtriem, optisko logu matējumam un dekorēšanai;
Aviācijas un militārās detaļas: noņemiet oksīda slāni, nemainot izmēru, lai uzlabotu pārklājuma saķeri;
Elektroniskā iepakojuma virsmas kodināšana: uzlabo iepakojuma precizitāti un saskarnes saķeri;
Keramikas un kompozītmateriālu mikrosmilšu strūkla: virsmas raupjināšanas apstrāde, lai uzlabotu savienojuma stiprību.
III. Kopsavilkums
Līdz ar smilšu strūklas tehnoloģijas nepārtrauktu attīstību un ražošanas nozares virzību uz lielāku precizitāti un vides aizsardzību, tradicionālie smilšu strūklas materiāli vairs neatbilst augstas klases procesu vajadzībām. Melnais silīcijs kā funkcionāls abrazīvs ar augstu izturību, zemu atstarošanos, augstu tīrību un vides aizsardzību kļūst par svarīgu modernizācijas materiālu smilšu strūklas nozarē. Neatkarīgi no tā, vai tas ir precīzās ražošanas, optiskā matējuma vai elektronisko ierīču apstrādes, kosmosa iekārtu virsmas pirmapstrādes un citās jomās, melnajam silīcijam ir plašas pielietojuma iespējas.