مسحوق أكسيد الألومنيوم الأبيض المندمج هو مادة أولية ممتازة للتلميع الكاشط شبه الثابت ، وهو ذو قيمة كبيرة لأدائه المتوازن في التشطيب الدقيق للسطح.
| التركيب الكيميائي النموذجي | |
| AL2O3 | 99.3% دقيقة |
| ثاني أكسيد السيليكون | 0.06% |
| Na2O | 0.3% كحد أقصى |
| Fe2O3 | 0.05% كحد أقصى |
| عالي | 0.04% كحد أقصى |
| أكسيد الماغنيسيوم | 0.01% كحد أقصى |
| كيه تو أو | 0.02#الحد الأقصى |
| الخصائص الفيزيائية النموذجية | |
| صلابة: | موس: 9.0 |
| أقصى درجة حرارة للخدمة: | 1900 درجة مئوية |
| نقطة الانصهار: | 2250 درجة مئوية |
| الثقل النوعي: | 3.95g/cm3 |
| كثافة الحجم | 3.6 جرام/سم3 |
| الكثافة الظاهرية (LPD): | 1.75-1.95 جم/سم3 |
| لون: | أبيض |
| شكل الجسيم: | زاوية |
| المقاسات المتوفرة: | |
| يٌطعم | F230 F240 F280 F320 F360 F400 F500 F600 F800 F1000 F1200 F1500 |
| هو | 240# 280# 320# 360# 400# 500# 600# 700# 800# 1000# 1200# 1500# 2000# 2500# 3000# 4000# 6000# 8000# 10000# |
1. خصائص وسائط التلميع
تنبع فعالية مسحوق WFA الدقيق من خصائصه الفيزيائية والكيميائية الجوهرية:
-
صلابة عالية (موس 9.0): صلبة بدرجة كافية لتآكل مجموعة واسعة من المواد بكفاءة، بما في ذلك المعادن والسيراميك والزجاج والبلاستيك الصلب، ولكنها بشكل عام ليست صلبة لدرجة التسبب في أضرار مفرطة تحت السطح مثل الماس إذا لم يتم استخدامه بعناية.
-
نقاء عالٍ وخمول كيميائي: بفضل محتواه من أكسيد الألومنيوم (Al₂O₃) بنسبة ≥ 99%، يُنتج هذا المنتج تلوثًا ضئيلًا. يُعد هذا المنتج بالغ الأهمية لتطبيقات أشباه الموصلات والبصريات وغيرها من الصناعات عالية النقاء. كما أنه مستقر في أنظمة الملاط القائمة على الماء والزيت.
-
شكل متكتل/زاويّ مُتحكّم به: يُعالَج المسحوق الدقيق (يُسحق ويُفرم) خصيصًا ليُعطي شكلًا متكتلًا أو زاويًا حادًا . تُوفّر حواف القطع المتعددة هذه معدلات إزالة عالية ومتسقة للمخزون.
-
الهشاشة (التحكم في الهشاشة): تُعد هذه ميزة أساسية. تحت الضغط الزائد، تتكسر حبيبات WFA، كاشفةً عن حواف جديدة حادة. تساعد خاصية الشحذ الذاتي هذه على الحفاظ على معدل قطع ثابت، وتمنع الحبيبات من أن تصبح باهتة جدًا أو تتفتت، مما قد يؤدي إلى احتراقها أو ضعف تشطيب السطح.
2. مجالات التطبيق
مسحوق WFA متعدد الاستخدامات ويُستخدم في التلميع والتجعيد:
-
المعادن: الفولاذ المقاوم للصدأ، الفولاذ المستخدم في الأدوات، الفولاذ الكربوني، الحديد الزهر، النحاس، وسبائك الألومنيوم.
-
السيراميك: السيراميك البنيوي، وركائز الألومينا، والزركونيا، وما إلى ذلك.
-
الزجاج والبصريات: العدسات، والمناشير، وزجاج العرض، والمكونات البصرية الأخرى التي تتطلب تشطيبًا دقيقًا قبل التلميع النهائي.
-
أشباه الموصلات: رقائق السيليكون (أساسًا في مراحل التخفيف الخلفي والتلميع الخشن)، ومواد الركيزة الأخرى.
-
المواد البلاستيكية الصلبة والمركبات.
3. المعايير الفنية الهامة للاختيار
يعد اختيار مسحوق WFA المناسب أمرًا بالغ الأهمية ويعتمد على العديد من المواصفات:
| المعلمة | وصف | أهمية |
|---|---|---|
| حجم الحبيبات (حجم الجسيمات) | يتم قياسها بالميكرون (µm) أو كدرجة قياسية “FEPA F” أو “JIS” (على سبيل المثال، F800، F1200). | يُحدد بشكل مباشر التشطيب النهائي للسطح. الحبيبات الخشنة (مثلًا، ٦٠ ميكرومتر) تُزيل المادة بسرعة، لكنها تترك خدوشًا عميقة. الحبيبات الناعمة (مثلًا، ٣ ميكرومتر) تُنتج سطحًا أكثر نعومة، لكنها تُزيل المادة ببطء. عملية التلميع متعددة الخطوات، من الخشن إلى الناعم، هي العملية القياسية. |
| توزيع حجم الجسيمات | مجموعة أحجام الجسيمات ضمن تسمية “الحصى” الواحدة. | التوزيع الدقيق والضيق ضروري لضمان خدش متناسق ونتائج تشطيب سطحية متوقعة. التوزيع الواسع سيؤدي إلى جزيئات كبيرة تُسبب خدوشًا عميقة، بينما الجزيئات الصغيرة لا تُحدث فرقًا يُذكر. |
| الكيمياء (النقاء) | نسبة Al₂O₃ ومستويات الشوائب مثل SiO₂ و Fe₂O₃. | تعتبر النقاء العالي (99٪ +) ضروريًا للتطبيقات التي يجب فيها تجنب تلوث السطح (على سبيل المثال، رقائق السيليكون، والمكونات المعدنية الحرجة). |
| محتوى مغناطيسي | كمية الشوائب المغناطيسية الحديدية. | بالنسبة لتطبيقات أشباه الموصلات والبصريات الدقيقة، يعد المحتوى المغناطيسي المنخفض أمرًا إلزاميًا لمنع التلوث والعيوب. |
4. عملية الصقل وإعداد الملاط
لا يتم استخدام المسحوق الدقيق جافًا؛ بل يتم خلطه في شكل عجينة :
-
تركيبة الطين: يتم توزيع مسحوق WFA الدقيق في سائل ناقل (عادةً الماء أو زيت متخصص).
-
المواد المضافة: غالبًا ما يشمل الخليط ما يلي:
-
المشتتات: لمنع الجزيئات من التكتل والترسيب، وضمان خليط مستقر ومتجانس.
-
عوامل تعديل الرقم الهيدروجيني: للتحكم في البيئة الكيميائية، والتي يمكن أن تؤثر على معدل إزالة المواد والكيمياء السطحية لقطعة العمل.
-
مثبطات التآكل: مهمة بشكل خاص عند صقل المعادن الحديدية لمنع الصدأ.
-
-
التطبيق: يتم تغذية الملاط على لوحة الطحن الخاصة بآلة الطحن (عادة ما تكون مصنوعة من الحديد الزهر أو القصدير أو النحاس).
-
عملية الطحن: تُضغط قطعة العمل على الصفيحة الدوارة. تُحاصر جزيئات WFA بين الصفيحة وقطعة العمل، فتتدحرج وتنزلق لإجراء عملية قطع دقيقة، مما يُزيل المادة ويُنتج سطحًا مستويًا للغاية.
5. المزايا مقارنةً بالمواد الكاشطة الأخرى
-
مقارنة بكربيد السيليكون (SiC): يتميز كربيد السيليكون بصلابة وحِدّة، مما يُتيح معدلات قطع أسرع. أما كربيد WFA، فهو أكثر صلابة ومتانة ، مما يُطيل عمر الملاط، وغالبًا ما يُعطي تشطيبًا أفضل للسطح عند حجم حبيبات مُحدد. ويُفضل استخدامه عادةً لخطوات التشطيب الدقيقة.
-
مقارنة بالماس: الماس هو المادة الكاشطة الأكثر صلابةً وقوةً. يتميز WFA بأنه أقل تكلفةً بكثير ، وأقل عرضة للتسبب في أضرار عميقة تحت السطح، مما يجعله مثاليًا لإزالة الشحوم وخطوات التشطيب المتوسطة حيث لا يكون ارتفاع تكلفة الماس مبررًا.
-
مقارنة بأكسيد السيريوم (CeO₂) / السيليكا الغروية: هما مركبان تلميع فائقا الدقة يعملان أساسًا بالتفاعل الكيميائي الميكانيكي. WFA مادة كاشطة ميكانيكية تُستخدم في مراحل التلميع قبل خطوة التلميع الكيميائي الميكانيكي النهائية (CMP). ويُستخدمان لتحقيق التنعيم وإزالة العيوب الكبيرة.