Өндөр чанартай нарийвчлалтай өнгөлгөөнд цирконийн нунтаг хэрэглэх судалгаа
Электроник болон мэдээллийн технологи, оптик үйлдвэрлэл, хагас дамжуулагч, дэвшилтэт керамик зэрэг өндөр технологийн салбарууд хурдацтай хөгжиж байгаатай холбогдуулан материалын гадаргуугийн боловсруулалтын чанарт өндөр шаардлага тавигдаж байна. Ялангуяа индранил суурь, оптик шил, хатуу дискний хавтан зэрэг гол эд ангиудыг хэт нарийвчлалтай боловсруулахад өнгөлгөөний материалын гүйцэтгэл нь боловсруулалтын үр ашиг болон эцсийн гадаргуугийн чанарыг шууд тодорхойлдог.Цирконий нунтаг (ZrO₂), өндөр хүчин чадалтай органик бус материал бөгөөд маш сайн хатуулаг, дулааны тогтвортой байдал, элэгдэлд тэсвэртэй байдал, өнгөлгөөний шинж чанараараа өндөр зэрэглэлийн нарийвчлалтай өнгөлгөөний салбарт аажмаар гарч ирж, церийн исэл болон хөнгөн цагааны ислийн дараа дараагийн үеийн өнгөлгөөний материалын төлөөлөл болж байна.
I. Материалын шинж чанаруудЦирконий нунтаг
Цирконий нь өндөр хайлах цэгтэй (ойролцоогоор 2700°C) цагаан нунтаг бөгөөд моноклин, тетрагональ, куб фаз зэрэг олон төрлийн талст бүтэцтэй байдаг. Тогтворжуулсан эсвэл хэсэгчлэн тогтворжуулсан цирконий нунтагыг зохих хэмжээний тогтворжуулагч (иттрий исэл, кальцийн исэл гэх мэт) нэмснээр гаргаж авч болох бөгөөд энэ нь өндөр температурт ч гэсэн фазын тогтвортой байдал, механик шинж чанарыг маш сайн хадгалах боломжийг олгодог.
Цирконий нунтаг-ийн онцгой давуу талууд нь голчлон дараах талуудад тусгагдсан болно.
Өндөр хатуулаг ба маш сайн өнгөлөх чадвар: 8.5 ба түүнээс дээш Мохсын хатуулагтай тул янз бүрийн өндөр хатуулагтай материалыг эцсийн өнгөлөхөд тохиромжтой.
Хүчтэй химийн тогтвортой байдал: Энэ нь хүчиллэг эсвэл бага зэрэг шүлтлэг орчинд тогтвортой хэвээр байгаа бөгөөд химийн урвалд өртөмтгий биш юм.
Маш сайн тархалттай: Өөрчлөгдсөн нано эсвэл субмикрон хэмжээтэйцирконийн нунтагмаш сайн түдгэлзүүлэлт болон урсгалын чадварыг харуулдаг бөгөөд жигд өнгөлгөөг хөнгөвчилдөг.
Дулаан дамжуулалт бага, үрэлтийн гэмтэл бага: Өнгөлгөөний явцад үүссэн дулаан хамгийн бага бөгөөд дулааны стресс болон боловсруулсан гадаргуу дээр бичил хагарал үүсэх эрсдлийг үр дүнтэй бууруулдаг.
II. Нарийвчлалтай өнгөлгөөнд цирконийн нунтагыг ердийн хэрэглээ
1. Сафирын суурь өнгөлгөө
Өндөр хатуулаг, маш сайн оптик шинж чанартай тул индранил талстуудыг LED чип, цагны линз, оптоэлектроник төхөөрөмжид өргөн ашигладаг. Үүнтэй төстэй хатуулаг, бага гэмтлийн түвшинтэй цирконий нунтаг нь индранил химийн механик өнгөлгөө (CMP) хийхэд тохиромжтой материал юм. Уламжлалттай харьцуулахадхөнгөн цагааны исэл өнгөлгөөний нунтаг, циркон нь гадаргуугийн тэгш байдал болон толин тусгал өнгөлгөөг мэдэгдэхүйц сайжруулж, материалыг арилгах хурдыг хадгалж, зураас болон бичил хагарлыг бууруулдаг.
2. Оптик шил өнгөлгөө
Өндөр нарийвчлалтай линз, призм, шилэн кабелийн төгсгөлийн гадаргуу зэрэг оптик эд ангиудыг боловсруулахад өнгөлгөөний материал нь маш өндөр цэвэршилт, нарийн чанарын шаардлагыг хангасан байх ёстой. Өндөр цэвэршилтийг ашиглахцирконийн исэл нунтагЭцсийн өнгөлгөөний бодис болгон 0.3-0.8 μм хэмжээтэй хяналттай бөөмсийн хэмжээг ашигласнаар гадаргуугийн барзгаржилт маш бага (Ra ≤ 1 нм) болж, оптик төхөөрөмжийн хатуу "өө сэвгүй" шаардлагыг хангадаг.
3. Хатуу дискний хавтан болон цахиурын вафлийн боловсруулалт
Өгөгдөл хадгалах нягтрал тасралтгүй нэмэгдэхийн хэрээр хатуу дискний хавтгай гадаргуугийн шаардлага улам бүр чангарч байна.Цирконий нунтаг, хатуу дискний хавтангийн гадаргуугийн нарийн өнгөлгөөний үе шатанд ашиглагддаг бөгөөд боловсруулалтын согогийг үр дүнтэй хянаж, дискний бичих үр ашиг болон ашиглалтын хугацааг сайжруулдаг. Цаашилбал, цахиурын хавтангийн хэт нарийвчлалтай өнгөлгөөнд цирконий исэл нь гадаргуугийн маш сайн нийцтэй байдал болон алдагдал багатай шинж чанарыг харуулдаг тул үүнийг цериагийн өсөн нэмэгдэж буй хувилбар болгож байна.
3. Өнгөлгөөний үр дүнд ширхэгийн хэмжээ болон тархалтын хяналт үзүүлэх нөлөө
Цирконий оксидын нунтаг өнгөлгөөний гүйцэтгэл нь зөвхөн түүний физик хатуулаг, талст бүтэцтэй нягт холбоотой төдийгүй түүний ширхэгийн хэмжээний тархалт ба тархалтаас ихээхэн хамаардаг.
Бөөмийн хэмжээг хянах: Хэт том хэмжээтэй бөөмс нь гадаргуугийн зураасыг амархан үүсгэдэг бол хэт жижиг хэмжээтэй бөөмс нь материалыг зайлуулах хурдыг бууруулдаг. Тиймээс янз бүрийн боловсруулалтын шаардлагыг хангахын тулд 0.2-1.0 μм D50 хэмжээтэй бичил нунтаг эсвэл нано нунтаг ашигладаг.
Тархалтын гүйцэтгэл: Сайн тархалт нь бөөмсийн бөөгнөрөл үүсэхээс сэргийлж, өнгөлгөөний уусмалын тогтвортой байдлыг хангаж, боловсруулалтын үр ашгийг сайжруулдаг. Зарим өндөр зэрэглэлийн цирконий нунтаг нь гадаргуугийн өөрчлөлтийн дараа усан эсвэл сул хүчиллэг уусмалд маш сайн түдгэлзүүлэх шинж чанарыг харуулж, хэдэн арван цагаас илүү хугацаанд тогтвортой ажиллагааг хангадаг.
IV. Хөгжлийн чиг хандлага ба ирээдүйн төлөв
Нано үйлдвэрлэлийн технологийн тасралтгүй дэвшилтэй хамт,цирконийн нунтагилүү цэвэршилттэй, нарийн ширхэгийн хэмжээтэй тархалттай, тархалтыг сайжруулсан чиглэлд сайжруулж байна. Дараах чиглэлүүд ирээдүйд анхаарал хандуулах шаардлагатай.
1. Нано хэмжээний массын үйлдвэрлэл ба өртгийг оновчтой болгохЦирконийн нунтаг
Өндөр цэвэршилттэй нунтаг бэлтгэх өндөр өртөгтэй, нарийн төвөгтэй үйл явцыг шийдвэрлэх нь тэдгээрийг өргөн хүрээнд хэрэглэхийг дэмжих гол түлхүүр юм.
2. Нийлмэл өнгөлгөөний материалын хөгжил
Цирконийг хөнгөн цагаан, цахиурын исэл зэрэг материалуудтай хослуулах нь зайлуулах хурд болон гадаргуугийн хяналтын чадварыг сайжруулдаг.
3. Байгаль орчинд ээлтэй өнгөлгөөний шингэний систем
Байгаль орчинд ээлтэй байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд хоргүй, биологийн задралд ордог дисперсийн орчин болон нэмэлтүүдийг боловсруулах.
V. Дүгнэлт
Цирконий оксидын нунтагМаш сайн материалын шинж чанартай тул өндөр зэрэглэлийн нарийвчлалтай өнгөлгөөнд улам бүр чухал үүрэг гүйцэтгэж байна. Үйлдвэрлэлийн технологийн тасралтгүй дэвшил, салбарын эрэлт хэрэгцээ өсөн нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан хэрэглээ ньцирконийн исэл нунтагилүү өргөн тархах бөгөөд энэ нь дараагийн үеийн өндөр хүчин чадалтай өнгөлгөөний материалын гол тулгуур болно гэж найдаж байна. Холбогдох компаниудын хувьд материалын шинэчлэлтийн чиг хандлагатай хөл нийлүүлэн алхах, өнгөлгөөний салбарт өндөр зэрэглэлийн хэрэглээг өргөжүүлэх нь бүтээгдэхүүний ялгаварлал, технологийн манлайлалд хүрэх гол зам байх болно.