二氧化硅胶体在表面处理中的应用

胶体二氧化硅是一种浆料,用于许多行业的最终抛光。与标准研磨浆不同,胶体二氧化硅属于一种称为 C.M.P 或化学机械抛光的类别。在生产蓝宝石和硅晶片、冶金样品制备和医疗植入物抛光中很常见。

C.M.P 工艺使用细二氧化硅颗粒和基于胶体碱的 PH 值的氧化能力组合的化学反应,通常达到小于 2nm表面光洁度。传统研磨工艺不同的是磨料从基材上切割或拔除材料。而CMP 工艺会氧化基材的微层,然后使用精细但高度浓缩的二氧化硅颗粒将其抛除刷掉。

在普通磨料液中, 一般上磨料颗粒的浓度为 15-20wt%,但在胶体浆液中,二氧化硅颗粒的浓度可能高达 50wt%。从而大量增加了二氧化硅 (SiO2) 颗粒的数量在基材上起的作用在抛光取得非常均匀和高效的表面。此外,SiO2 颗粒呈令人难以置信的均匀球形,这再次难以与形状远不均匀的标准磨料颗粒相匹配。

胶体悬浮体中的二氧化硅颗粒

胶体悬浮体中的二氧化硅颗粒

应用程序;

硅胶是金相样品分析中非常常见的最终抛光阶段。这是因为通常可以保证提供无损坏的样品。这些类型的样品是在高倍数显微镜下观察的,因此在查看材料结构时,不要将制备过程造成的损坏与材料本身混淆,这一点很重要。 对于现代材料的软件分析,无划痕表面处理至关重要。样品上的划痕或任何其他损坏可能会使软件产生错误读数。这对于硬度测试软件尤为重要。

对于某些金相样品,胶体二氧化硅的化学成分可用于蚀刻表面显露晶界和其他结构。

胶体二氧化硅用于制备准备用于电子背散射衍射 (EBSD) 的矿物样品在亚微米氧化铝粉预抛光后的最终抛光工艺。 主要原因是与任何其他应用相同提供了完美无损伤的样品表面。EBSD 分析揭示的不仅是标准的 X 射线衍射,现在也是完整珊瑚骨架分析精细尺度结构的标准工具。

使用方法

由于胶体二氧化硅的氧化性质,它会腐蚀任何机械零件。 出于这个原因,所有机器部件必须是有色金属或环氧树脂涂层。Kemet KemCol 15 机器就是一个很好的例子。

大多数冶金样品制备机使用塑料外壳和铝压板,因此不需要特殊功能。胶体二氧化硅通常与聚氨酯抛光垫结合使用,该抛光垫在垫结构内具有空隙以容纳胶体二氧化硅。 使用蠕动泵和类似于传统磨料研磨工艺的恒定滴注进行应用。保持过程的湿度很重要,这样就不会拖出材料。

为了产生最有效的动作,在过程中必须产生一些热量。 与所有化学反应一样,热量是一种很好的催化剂,因此在某些情况下,胶体二氧化硅会在外部加热。然而过多的热量会导致胶体二氧化硅过快干燥,留下会划伤的附聚二氧化硅颗粒。 Kemet 也开发了非结晶胶体二氧化硅 COL-K NC 用于工业抛光应用,在这些应用中需要无划痕饰面,但需要大量生产和减少加工处理时间。

对于某些抛光应用,通常是较软的材料,使用短 NAP 布代替聚氨酯垫。 Kemet MRE 垫特别适用于黄铜和铜抛光。

钛样品CMP前后

钛样品CMP前

钛样品CMP后