Հետազոտություն ցիրկոնիումի փոշու կիրառման վերաբերյալ բարձրակարգ ճշգրիտ հղկման մեջ
Բարձր տեխնոլոգիական արդյունաբերությունների, ինչպիսիք են էլեկտրոնիկան և տեղեկատվական տեխնոլոգիաները, օպտիկական արտադրությունը, կիսահաղորդիչները և առաջադեմ կերամիկան, արագ զարգացման հետ մեկտեղ ավելի բարձր պահանջներ են դրվում նյութական մակերեսի մշակման որակի վրա: Մասնավորապես, հիմնական բաղադրիչների, ինչպիսիք են շափյուղայի հիմքերը, օպտիկական ապակին և կոշտ սկավառակի սկավառակները, գերճշգրիտ մեքենայացման դեպքում, հղկող նյութի աշխատանքը ուղղակիորեն որոշում է մեքենայացման արդյունավետությունը և վերջնական մակերեսի որակը:Ցիրկոնիումի փոշի (ZrO₂), բարձր արդյունավետությամբ անօրգանական նյութ, աստիճանաբար ի հայտ է գալիս բարձրակարգ ճշգրիտ հղկման ոլորտում՝ շնորհիվ իր գերազանց կարծրության, ջերմային կայունության, մաշվածության դիմադրության և հղկման հատկությունների, դառնալով ցերիումի օքսիդից և ալյումինի օքսիդից հետո հղկման նյութերի հաջորդ սերնդի ներկայացուցիչը։
I. Նյութական հատկություններՑիրկոնիումի փոշի
Ցիրկոնիան սպիտակ փոշի է՝ բարձր հալման կետով (մոտավորապես 2700°C) և բյուրեղային կառուցվածքների բազմազանությամբ, ներառյալ մոնոկլինիկ, քառանկյուն և խորանարդային փուլերը: Կայունացված կամ մասնակիորեն կայունացված ցիրկոնիումի փոշի կարելի է ստանալ՝ ավելացնելով համապատասխան քանակությամբ կայունացուցիչներ (օրինակ՝ իտրիումի օքսիդ և կալցիումի օքսիդ), ինչը թույլ է տալիս պահպանել գերազանց փուլային կայունությունը և մեխանիկական հատկությունները նույնիսկ բարձր ջերմաստիճաններում:
Ցիրկոնիումի փոշի-ի ակնհայտ առավելությունները հիմնականում արտացոլվում են հետևյալ ասպեկտներում.
Բարձր կարծրություն և գերազանց հղկման ունակություն. 8.5 կամ ավելի Մոհսի կարծրությամբ այն հարմար է տարբեր բարձր կարծրություն ունեցող նյութերի վերջնական հղկման համար:
Ուժեղ քիմիական կայունություն. Այն կայուն է մնում թթվային կամ թույլ ալկալային միջավայրերում և ենթակա չէ քիմիական ռեակցիաների:
Գերազանց ցրման ունակություն. մոդիֆիկացված նանո- կամ ենթամիկրոնային չափիցիրկոնիումի փոշիներցուցաբերում են գերազանց կախման և հոսունության ունակություն, նպաստելով միատարր հղկմանը։
Ցածր ջերմահաղորդականություն և ցածր շփման վնաս. հղկման ընթացքում առաջացող ջերմությունը նվազագույն է, ինչը արդյունավետորեն նվազեցնում է ջերմային լարվածությունը և մշակված մակերեսի վրա միկրոճաքերի առաջացման ռիսկը:
II. Ցիրկոնիումի փոշու բնորոշ կիրառությունները ճշգրիտ հղկման մեջ
1. Սապֆիրե հիմքի հղկում
Շափյուղայի բյուրեղները, իրենց բարձր կարծրության և գերազանց օպտիկական հատկությունների շնորհիվ, լայնորեն օգտագործվում են լուսադիոդային չիպերում, ժամացույցների օբյեկտիվներում և օպտոէլեկտրոնային սարքերում: Ցիրկոնիայի փոշին, իր նմանատիպ կարծրությամբ և ցածր վնասման աստիճանով, իդեալական նյութ է շափյուղայի քիմիական մեխանիկական հղկման (CMP) համար: Համեմատած ավանդականի հետալյումինի օքսիդի փայլեցնող փոշիներ, ցիրկոնիումը զգալիորեն բարելավում է մակերեսի հարթությունը և հայելային մակերեսը՝ միաժամանակ պահպանելով նյութի հեռացման արագությունը, նվազեցնելով քերծվածքներն ու միկրոճաքերը։
2. Օպտիկական ապակու հղկում
Բարձր ճշգրտության ոսպնյակների, պրիզմաների և օպտիկական մանրաթելերի ծայրային մակերեսների նման օպտիկական բաղադրիչների մշակման ժամանակ հղկող նյութերը պետք է համապատասխանեն չափազանց բարձր մաքրության և նրբության պահանջներին: Բարձր մաքրության օգտագործումըցիրկոնիումի օքսիդի փոշի0.3-0.8 մկմ վերահսկվող մասնիկի չափսով՝ որպես վերջնական հղկող նյութ, հասնում է չափազանց ցածր մակերեսային կոպտության (Ra ≤ 1 նմ), բավարարելով օպտիկական սարքերի խիստ «անթերի» պահանջները։
3. Կոշտ սկավառակի սկավառակի և սիլիկոնային թիթեղների մշակում
Տվյալների պահպանման խտության անընդհատ աճի հետ մեկտեղ, կոշտ սկավառակի մակերեսի հարթության պահանջները դառնում են ավելի խիստ։Ցիրկոնիումի փոշի, որն օգտագործվում է կոշտ սկավառակի սկավառակների մակերեսների նուրբ հղկման փուլում, արդյունավետորեն վերահսկում է մշակման թերությունները, բարելավելով սկավառակի գրման արդյունավետությունը և ծառայության ժամկետը: Ավելին, սիլիկոնային վեֆլերի գերճշգրիտ հղկման ժամանակ ցիրկոնիումի օքսիդը ցուցաբերում է գերազանց մակերեսային համատեղելիություն և ցածր կորստի հատկություններ, ինչը այն դարձնում է ցերիումի աճող այլընտրանք:
Ⅲ. Մասնիկների չափի և դիսպերսիայի վերահսկողության ազդեցությունը հղկման արդյունքների վրա
Ցիրկոնիումի օքսիդի փոշու հղկման արդյունավետությունը սերտորեն կապված է ոչ միայն դրա ֆիզիկական կարծրության և բյուրեղային կառուցվածքի հետ, այլև զգալիորեն ազդվում է մասնիկների չափի բաշխմամբ և ցրմամբ։
Մասնիկների չափի վերահսկում. Մասնիկների չափազանց մեծ չափերը կարող են հեշտությամբ մակերեսային քերծվածքներ առաջացնել, մինչդեռ չափազանց փոքրերը կարող են նվազեցնել նյութի հեռացման արագությունը: Հետևաբար, տարբեր մշակման պահանջները բավարարելու համար հաճախ օգտագործվում են 0.2-ից 1.0 մկմ D50 միջակայքով միկրոփոշիներ կամ նանոփոշիներ:
Դիսպերսիայի արդյունավետություն. Լավ դիսպերսիայի ունակությունը կանխում է մասնիկների կուտակումը, ապահովում է հղկող լուծույթի կայունությունը և բարելավում է մշակման արդյունավետությունը: Որոշ բարձրակարգ ցիրկոնիումի փոշիներ, մակերեսային փոփոխությունից հետո, ցուցաբերում են գերազանց կախույթային հատկություններ ջրային կամ թույլ թթվային լուծույթներում՝ պահպանելով կայուն գործողություն տասնյակ ժամերից ավելի:
IV. Զարգացման միտումներ և ապագայի հեռանկարներ
Նանոարտադրության տեխնոլոգիայի շարունակական զարգացման հետ մեկտեղ,ցիրկոնիումի փոշիներարդիականացվում են՝ ապահովելով ավելի բարձր մաքրություն, մասնիկների չափի ավելի նեղ բաշխում և ցրման ընդլայնում: Հետևյալ ոլորտները ուշադրության կարիք ունեն ապագայում.
1. Նանո-մասշտաբի զանգվածային արտադրություն և ծախսերի օպտիմալացումՑիրկոնիումի փոշիներ
Բարձր մաքրության փոշիների պատրաստման բարձր արժեքի և բարդ գործընթացի լուծումը կարևոր է դրանց ավելի լայն կիրառումը խթանելու համար։
2. Կոմպոզիտային հղկող նյութերի մշակում
Ցիրկոնիումի համադրությունը այնպիսի նյութերի հետ, ինչպիսիք են ալյումինե օքսիդը և սիլիցիումը, բարելավում է հեռացման արագությունը և մակերեսի վերահսկման հնարավորությունները:
3. Կանաչ և էկոլոգիապես մաքուր հղկող հեղուկի համակարգ
Մշակել ոչ թունավոր, կենսաքայքայվող դիսպերսիոն միջավայրեր և հավելանյութեր՝ շրջակա միջավայրի համար անվտանգությունը բարձրացնելու համար։
V. Եզրակացություն
Ցիրկոնիումի օքսիդի փոշի, իր գերազանց նյութական հատկություններով, ավելի ու ավելի կարևոր դեր է խաղում բարձրակարգ ճշգրիտ հղկման մեջ: Արտադրական տեխնոլոգիաների շարունակական առաջընթացի և արդյունաբերության պահանջարկի աճի հետ մեկտեղ, կիրառումըցիրկոնիումի օքսիդի փոշիկդառնա ավելի լայն տարածում ունեցող, և ակնկալվում է, որ այն կդառնա բարձր արդյունավետությամբ հղկող նյութերի հաջորդ սերնդի հիմնական հենարանը: Համապատասխան ընկերությունների համար նյութերի արդիականացման միտումներին համընթաց քայլելը և հղկման ոլորտում բարձրակարգ կիրառությունների ընդլայնումը կլինեն արտադրանքի տարբերակման և տեխնոլոգիական առաջատարության հասնելու հիմնական ուղին: