مقدمه‌ای بر محصولات سیلیکون سیاه و کاربرد آنها در سندبلاست
سیلیکون سیاهیک ماده سیلیکونی کاربردی با ساختار سطحی ویژه است که به دلیل توانایی جذب نور بسیار قوی و مورفولوژی سطح میکرو-نانو منحصر به فرد خود نامگذاری شده است. در سال‌های اخیر، با بهبود دقت عملیات سطحی و الزامات عملکرد مواد در تولید پیشرفته، سیلیکون سیاه با خواص فیزیکی و شیمیایی عالی خود به طور گسترده در فتوولتائیک، اپتوالکترونیک، نیمه‌هادی‌ها، تولید قطعات نوری و سایر زمینه‌ها مورد استفاده قرار گرفته است. در عین حال، سیلیکون سیاه به تدریج وارد صنعت سندبلاست سطحی شده و به نوع جدیدی از مواد سندبلاست با عملکرد عالی تبدیل شده است.
Ⅰ. ویژگی‌های اساسی سیلیکون سیاه
سیلیکون سیاه با انجام یک سری فناوری‌های آماده‌سازی ساختار میکرو-نانو (مانند اچینگ یون واکنشی، اچینگ شیمیایی به کمک فلز، اچینگ القایی با لیزر و غیره) بر روی سطح سیلیکون تشکیل می‌شود. سطح آن یک ساختار مخروطی یا ستونی متراکم دارد که می‌تواند بازتاب نور را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. بازتاب در باند مرئی تا نزدیک به مادون قرمز حتی می‌تواند کمتر از 1٪ باشد، بنابراین از نظر ظاهری سیاه تیره است.
سیلیکون سیاه نه تنها خواص نوری عالی دارد، بلکه از مزایای سختی بالا، خلوص بالا، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی نیز برخوردار است. ساختار ذرات آن قوی و مناسب برای چرخه‌های متعدد تحت شرایط ضربه با سرعت بالا است. در سندبلاست نسبت به ساینده‌های سنتی مانند کوراندوم سفید، کوراندوم قهوه‌ای، ماسه کوارتز و غیره عملکرد بهتری دارد.
Ⅱ مزایای سیلیکون سیاه در سندبلاست
سندبلاست یک روش عملیات سطحی است که از جریان شن با سرعت بالا برای ضربه زدن به سطح جهت تمیز کردن، حذف لایه اکسید، زبر کردن یا ایجاد جلوه‌های تزئینی استفاده می‌کند. سیلیکون سیاه به عنوان یک ساینده با کارایی بالا، مزایای آشکاری در زمینه سندبلاست دارد:
۱. اثر سطحی صاف و یکنواخت
ساختار هندسی ذرات سیلیکون سیاه منظم و مورفولوژی آن پایدار است. پس از اسپری شدن، می‌تواند یک اثر مات یکنواخت و ثابت روی سطح قطعه کار ایجاد کند. این اثر پردازش به ویژه برای محصولاتی مانند شیشه نوری، محفظه لنز، قطعات ساختاری آلیاژ آلومینیوم و غیره که به ثبات و ظاهر سطح بسیار بالایی نیاز دارند، مناسب است.
2. سختی بالا و مقاومت در برابر ضربه
سختی موهس سیلیکون سیاه به ۸.۵ یا بالاتر می‌رسد، میزان شکستگی در حین سندبلاست کم است و عمر مفید آن طولانی است. در مقایسه با ماسه کوارتز معمولی یا دانه‌های شیشه‌ای، سندبلاست سیلیکون سیاه کارآمدتر و دارای نیروی ضربه قوی‌تری است و می‌تواند تمیزکاری عمیق و زبری را در مدت زمان کوتاهی انجام دهد.
3. خلوص بالا و حفاظت از محیط زیست
خلوص سیلیکون سیاه معمولاً بالای ۹۹٪ است و حاوی ناخالصی‌های مضر مانند سیلیکون آزاد یا فلزات سنگین نیست. آلودگی گرد و غبار کمی در کارگاه سندبلاست دارد و به ویژه برای استفاده در صنایع با تمیزی بالا مانند قطعات الکترونیکی، دستگاه‌های پزشکی و بسته‌بندی نیمه‌هادی مناسب است. در عین حال، شکل ذرات آن پایدار است، تولید گرد و غبار کمی دارد و برای سلامتی اپراتورها ایمن‌تر است.
۴. قابل استفاده مجدد و مقرون به صرفه
به دلیل سختی بالا و پایداری ساختاری، سیلیکون سیاه می‌تواند پس از چندین چرخه پاشش، همچنان اثر پاشش خوبی را حفظ کند و اتلاف مواد را تا حد زیادی کاهش دهد. در تجهیزات سندبلاست اتوماتیک در مقیاس بزرگ، سیلیکون سیاه از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر است.
Ⅲ. حوزه‌های کاربرد معمول
ساینده‌های سندبلاست سیلیکون سیاه به طور گسترده در زمینه‌های زیر مورد استفاده قرار گرفته‌اند:
سطح سخت افزاری با دقت مات: مانند قاب میانی تلفن همراه رده بالا، قاب نوت بوک، قاب ساعت هوشمند و سایر محصولات آلیاژ آلومینیوم؛
عملیات یخ‌زدگی شیشه نوری: برای لنز، فیلتر، مات کردن پنجره نوری و تزئینات استفاده می‌شود.
قطعات هوافضا و نظامی: لایه اکسید را بدون تغییر اندازه برای بهبود چسبندگی پوشش بردارید.
حکاکی سطح بسته‌بندی الکترونیکی: بهبود دقت بسته‌بندی و چسبندگی سطح مشترک؛
میکرو سندبلاست مواد سرامیکی و کامپوزیتی: عملیات زبر کردن سطح برای افزایش استحکام اتصال
Ⅳ. خلاصه
با توسعه مداوم فناوری سندبلاست و حرکت صنعت تولید به سمت دقت بالاتر و حفاظت از محیط زیست بیشتر، مواد سنتی سندبلاست دیگر نمی‌توانند نیازهای فرآیندهای پیشرفته را برآورده کنند. سیلیکون سیاه، به عنوان یک ساینده کاربردی با استحکام بالا، انعکاس کم، خلوص بالا و حفاظت از محیط زیست، در حال تبدیل شدن به یک ماده مهم در صنعت سندبلاست است. چه در تولید دقیق، مات نوری، چه در پردازش دستگاه‌های الکترونیکی، پیش تصفیه سطح تجهیزات هوافضا و سایر زمینه‌ها، سیلیکون سیاه چشم‌اندازهای کاربردی گسترده‌ای را نشان داده است.