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用於玻璃拋光的綠色碳化矽粉末

綠色碳化矽(SiC)是一種合成的超硬磨料。 「綠色」代表其高純度(超過99%),與黑色碳化矽相比,其晶體更銳利、更硬,但也更脆。

綠色碳化矽的特性:

  • 極高的硬度:莫氏硬度為 9.5,這使其能夠輕鬆刮傷和切割玻璃(莫氏硬度約為 5.5)。

  • 鋒利而易碎的晶體: 晶粒在使用過程中會斷裂形成新的鋒利邊緣,這種特性稱為 自銳性。這確保了切割性能的穩定性。

  • 高導熱性: 有助於散發拋光過程中產生的熱。

它在玻璃拋光過程中的作用

必須了解的是,製造過程中的「拋光」通常包括兩個不同的階段,而綠色碳化矽主要用於第一個階段:

1. 主要用途: 研磨(或打磨)

這是最終精細拋光前的關鍵步驟  。研磨的目的是去除明顯的表面損傷,形成平整的表面,並為最終拋光做好準備。

  • 功能: 綠色碳化矽可進行 微切割 或 微破碎。其鋒利堅硬的顆粒如同無數微型鑿子,機械地從玻璃表面去除材料。

  • 製程: 將粉末與水混合形成漿料。將此漿料送入玻璃工件和一塊平板研磨板(通常由鑄鐵或錫製成)之間。隨著研磨板旋轉,懸浮的碳化矽顆粒會磨損玻璃表面。

  • 使用的粒度: 依序使用一系列粒度的砂紙。

    • 粗砂粒(例如 F400、F500): 用於快速去除材料和整平。

    • 中等粒度(例如,F800、F1000): 用於去除粗粒度留下的刮痕。

    • 細砂粒(例如 F1200、F1500): 用於形成光滑、半透明的表面,帶有非常細小的刮痕,以便進行最後的拋光。

2. 應用範圍有限: 精細拋光

雖然可以使用極細等級的綠色碳化矽(例如 W7、W5)進行初步拋光,但很少 用於 獲得真正的光學級光潔度。即使是細小的碳化矽顆粒,其機械切削作用也會留下微觀的「霧狀」痕跡或表面下損傷。

與其他常用玻璃拋光磨料的比較

磨料硬度主要機制最適合優點和缺點
綠色碳化矽9.5機械微切割搭接和包邊優點: 切割速度極快,材料去除效率高,成本效益高。 缺點: 可能造成表面下損傷。
氧化鈰(CeO₂)約6-7化學機械拋光(CMP)最終光學拋光優點: 成像清晰透亮,無刮痕。 缺點:成像 速度較慢,價格較高。
氧化鋁(Al₂O₃)9.0機械微切割一般研磨優點: 比碳化矽更軟,不易造成深層刮痕。 缺點: 切削效率較低,磨損更快。
鑽石10機械微切割硬質材料,快速研磨優點: 最堅硬、切割力最強的刀具。 缺點: 價格昂貴,如果操作不當可能會造成很深的刮痕。

綠色碳化矽在玻璃拋光上的優缺點

優勢:

  • 高效率: 切割玻璃速度非常快,是材料去除的理想選擇。

  • 經濟實惠: 在研磨階段提供了性能和價格的良好平衡。

  • 性能穩定: 自銳特性可維持穩定的切削速度。

  • 適用範圍廣:提供多種標準化粒度規格。

應用最佳實踐

  1. 依序使用不同粒度的砂紙: 務必依序使用不同粒度的砂紙(例如,400目 -> 600目 -> 1000目)。跳過某些步驟會留下很深的刮痕,去除起來非常費時。

  2. 適當的漿料濃度: 充分混合的漿料可確保均勻切割,並防止粉末沉澱。

  3. 壓力和轉速: 最佳壓力和轉速至關重要。壓力過大會導致開裂;轉速過小則會導致加工速度緩慢。

  4. 清潔度:每次更換砂紙粒度時,必須 徹底清潔工件和設備  ,以防止較大的散落砂粒造成污染。

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