白色熔融氧化鋁微粉作為研磨介質

白色熔融氧化鋁微粉是一種優質的 半固定研磨 介質,因其在精密表面精加工中的均衡性能而廣受讚譽。

典型化學成分
氧化鋁 99.3%
二氧化矽 0.06%
氧化鈉 0.3%最大值
Fe2O3 最大值 0.05%
高的 0.04%最大值
氧化鎂 0.01%最大值
氧化鉀 0.02#最大值
典型物理性質
硬度: 莫氏硬度:9.0
最高使用溫度: 1900℃
熔點: 2250℃
比重: 3.95克/立方厘米
體積密度 3.6克/立方厘米
堆積密度(LPD): 1.75-1.95 克/立方厘米
顏色: 白色的
顆粒形狀:
可選尺寸:
餵食 F230 F240 F280 F320 F360 F400 F500 F600 F800 F1000 F1200 F1500
240# 280# 320# 360# 400# 500# 600# 700# 800# 1000# 1200# 1500# 2000# 2500# 3000# 4000# 1001

 

1. 作為研磨介質的特性

WFA微粉的有效性源自於其固有的物理和化學特性:

  • 高硬度(莫氏硬度 9.0): 硬度足以有效磨損各種材料,包括金屬、陶瓷、玻璃和硬塑料,但通常不會像鑽石那樣,如果不小心使用,可能會造成過度的次表面損傷。

  • 高純度和化學惰性:  Al₂O₃含量≥99%,可最大限度減少污染。這對於半導體、光學及其他高純度產業的應用至關重要。它在水基和油基漿料體系中均穩定。

  • 可控制的塊狀/棱角狀形態: 微粉經過特殊加工(破碎和研磨),使其具有 塊狀或尖銳的棱角形狀。這些多個切削刃可提供高且穩定的材料去除率。

  • 脆性(可控脆性): 這是一項關鍵優勢。在過度壓力下,WFA 磨粒會斷裂,露出新的鋒利刃口。這種 自銳特性 有助於保持穩定的切割速度,並防止磨粒變鈍和表面光滑,從而避免燒焦或表面光潔度差。


2. 應用領域

WFA微粉用途廣泛,可用於研磨和拋光:

  • 金屬: 不鏽鋼、工具鋼、碳鋼、鑄鐵、銅和鋁合金。

  • 陶瓷: 結構陶瓷、氧化鋁基材、氧化鋯等。

  • 玻璃和光學元件: 透鏡、棱鏡、顯示器玻璃和其他光學元件,在最終拋光之前需要精細的表面處理。

  • 半導體: 矽晶片(主要在背面減薄和粗拋光階段)和其他基板材料。

  • 硬質塑膠和複合材料。


3. 選擇的關鍵技術參數

選擇合適的WFA微粉至關重要,這取決於幾個特定參數:

範圍 描述 重要性
粒徑(顆粒大小) 以微米 (µm) 為單位測量,或以「FEPA F」或「JIS」標準等級(例如,F800、F1200)為單位測量。 直接決定最終表面光潔度。 粗砂粒(例如 60 微米)去除材料速度快,但會留下較深的刮痕。細砂粒(例如 3 微米)可獲得更光滑的表面,但去除材料速度慢。通常採用由粗到細的多步驟打磨工藝。
粒徑分佈 同一“粒度”標識下顆粒尺寸的範圍。 顆粒 分佈緊密且均勻 對於獲得一致、均勻的刮痕和可預測的表面光潔度至關重要。顆粒分佈過寬會導致大顆粒造成較深的刮痕,而小顆粒則幾乎不起作用。
化學(純度) Al₂O₃的百分比以及SiO₂、Fe₂O₃等雜質的含量。 高純度(99%以上)對於必須避免表面污染的應用(例如矽晶片、關鍵金屬零件)至關重要。
磁性成分 鐵磁性雜質的含量。 對於半導體和精密光學應用而言, 低磁性含量 是防止污染和缺陷的必要條件。

4. 研磨工藝和漿料製備

微粉不能乾用,而要混合成 漿狀使用:

  1. 漿料配方: 將 WFA 微粉分散在 載體流體 (通常是水或專用油)中。

  2. 添加劑: 漿料中通常包含:

    • 分散劑: 防止顆粒聚集和沈降,確保混合物穩定、均勻。

    • pH調節劑: 用於控制化學環境,這會影響材料去除率和工件的表面化學性質。

    • 腐蝕抑制劑: 在研磨黑色金屬時尤其重要,可防止生鏽。

  3. 應用: 將漿料送至研磨機的 研磨盤 (通常由鑄鐵、錫或銅製成)。

  4. 研磨作用: 工件壓在旋轉的研磨盤上。 WFA顆粒被夾在研磨盤和工件之間,滾動和滑動,進行微切削,從而去除材料並形成極其平整的表面。


5. 與其他磨料相比的優勢

  • 與碳化矽 (SiC) 相比:  SiC 硬度更高、更鋒利,切削速度更快。然而,WFA 更堅韌耐用,因此研磨液壽命更長,在相同粒度下通常能獲得更好的表面光潔度。它通常更適用於精細精加工工序。

  • 與鑽石相比: 鑽石是最堅硬、最具磨蝕性的磨料。 WFA 的 價格要低得多 ,而且不太可能造成深層表面損傷,因此非常適合材料去除和中間精加工步驟,在這些步驟中,使用鑽石磨料的成本過高,不划算。

  • 與氧化鈰 (CeO₂) / 膠體二氧化矽相比: 這些都是 「超細」拋光劑 ,主要透過化學機械作用發揮作用。 WFA 是一種 機械磨料,用於最終化學機械拋光 (CMP) 步驟之前的 研磨階段  。它用於獲得平整度並去除較大的缺陷。

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