作為研磨拋光用途的材料,我們通常希望它是硬度大一點的,這樣處理起材料來效率會比較高,我們可不期待它慢吞吞的去除材料中我們不想要的部分,天下武功唯快不破,“工作效率”可是很重要的。因此我們會使用金剛石(莫氏硬度10)、立方氮化硼、碳化硼、碳化硅,當然還有α-氧化鋁(莫氏硬度9)等高硬度材料來作為研磨拋光材料,高硬度的磨料讓我們可以高效率對材料進行研磨拋光處理。
磨料的一個重要考量指標是“硬度”,但在一些特定的應用場合,磨料的其它指標也相當的重要,例如在精密光學器件,金相切片,電光晶體,硅晶片或其他半導體晶片,寶石,電子線路板、亞克力晶片等的最終拋光處理過程,為保證獲得的“完美拋光”的制件,我們需要選用更高純度、更小的粒徑及更窄粒徑分布的磨料粒子。
高硬度的α-氧化鋁和稍軟的伽馬氧化鋁(摩氏硬度8)都可以用作拋光粉或懸浮液。α-氧化鋁拋光粉一般可以通過煅燒或者熔融氧化鋁經過適當的粉碎、分級獲得。相比于熔融氧化鋁,煅燒氧化鋁的顆粒尺寸及分布的可控性更強。盡管α-氧化鋁憑借其高硬度、穩定性好等優點,已被廣泛應用于集成電路和玻璃基片等元器件的表面拋光,但由于煅燒氧化鋁前驅體向α氧化鋁轉化時需要在1000℃以上的高溫,在如此高溫下,前驅體極易發生硬團聚,難以去除的大顆粒將會影響α氧化鋁的粒度分布,進而影響拋光的精度。這些友強化學鍵結合的硬團聚一般外力難以打開,需要經過特殊工藝處理才能減少或消除。此外,由于α氧化鋁晶格能大,硬度大,無論是振動磨、球磨還是氣流磨大多只能打開原晶的聚合體,很難破壞其原晶結構,所以如需制取粒度要求嚴格的α氧化鋁粉體,在焙燒過程對原晶大小的工藝控制就很關鍵了。目前在許多產品介紹中,我們可以看到在特定的工藝條件下制取的煅燒氧化鋁粉體,其去除團聚后其平均粒徑可達0.3μm左右。
反觀γ-氧化鋁,盡管它硬度稍小,但由于其轉化溫度較低,因此其粒徑也可以做到非常的小,而且伽馬氧化鋁的粒度分布也可以做到非常的窄,因此γ-氧化鋁可以應用于一些非常精細的拋光要求場景,在許多廠家的介紹資料中,我們可以知道γ氧化鋁懸浮拋光液平均粒徑可以做到0.05μm。0.05μm的氧化鋁懸浮液既可以單獨作為機械拋光液使用,也可以配合0.05μm的二氧化硅制備成懸浮混合物,用于化學機械拋光應用場合,添加了γ氧化鋁的化學機械拋光液與普通的硅溶膠相比,其拋光效率更高 。
編輯:粉體圈Alpha
作者:粉體圈
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