Inleiding tot zwarte siliciumproducten en hun toepassing bij zandstralen
Zwarte siliconenis een functioneel siliciummateriaal met een speciale oppervlaktestructuur, vernoemd naar zijn extreem sterke lichtabsorptievermogen en unieke micro-nano-oppervlaktemorfologie. Door de verbeterde nauwkeurigheid van oppervlaktebehandelingen en de eisen aan materiaalprestaties in de high-end productie, is zwart silicium de laatste jaren op grote schaal gebruikt in de fotovoltaïsche sector, opto-elektronica, halfgeleiders, de productie van optische componenten en andere sectoren, dankzij de uitstekende fysische en chemische eigenschappen. Tegelijkertijd heeft zwart silicium geleidelijk zijn intrede gedaan in de oppervlaktezandstraalindustrie en is het een nieuw type zandstraalmateriaal geworden met uitstekende prestaties.
Ⅰ. Basiskenmerken van zwart silicium
Zwart silicium wordt gevormd door het siliciumoppervlak te behandelen met een reeks micro-nanostructuurvoorbereidingstechnieken (zoals reactief ionenetsen, metaalondersteund chemisch etsen, lasergeïnduceerd etsen, enz.). Het oppervlak heeft een dichte kegel- of kolomstructuur, die de lichtreflectie aanzienlijk kan verminderen. De reflectie in het zichtbare tot nabij-infrarood kan zelfs minder dan 1% bedragen, waardoor het een donkerzwarte uitstraling heeft.
Zwart silicium heeft niet alleen uitstekende optische eigenschappen, maar biedt ook de voordelen van een hoge hardheid, hoge zuiverheid, slijtvastheid en corrosiebestendigheid. De deeltjesstructuur is sterk en geschikt voor meerdere cycli onder hogesnelheidsinslagomstandigheden. Het presteert beter bij zandstralen dan traditionele straalmiddelen zoals wit korund, bruin korund, kwartszand, enz.
Ⅱ. Voordelen van zwart silicium bij zandstralen
Zandstralen is een oppervlaktebehandelingsmethode waarbij met behulp van een snelle zandstroom het oppervlak wordt bewerkt om reiniging, verwijdering van de oxidelaag, ruwing of decoratieve effecten te bereiken. Als hoogwaardig schuurmiddel heeft zwart silicium duidelijke voordelen op het gebied van zandstralen:
1. Fijn en uniform oppervlakte-effect
De geometrische structuur van zwarte siliciumdeeltjes is regelmatig en de morfologie is stabiel. Na het spuiten kan het een uniform en consistent mat effect op het oppervlak van het werkstuk vormen. Dit behandelingseffect is met name geschikt voor producten zoals optisch glas, lensbehuizingen, structurele onderdelen van aluminiumlegeringen, enz. die extreem hoge eisen stellen aan de consistentie en het uiterlijk van het oppervlak.
2. Hoge hardheid en slagvastheid
De Mohs-hardheid van zwart silicium is maar liefst 8,5 of hoger, de breukkans tijdens het zandstralen is laag en de levensduur is lang. Vergeleken met gewoon kwartszand of glasparels is zwart siliciumzandstralen efficiënter, heeft het een sterkere slagkracht en kan het in korte tijd een diepe reiniging en opruwing voltooien.
3. Hoge zuiverheid en milieubescherming
De zuiverheid van zwart silicium ligt doorgaans boven de 99% en het bevat geen schadelijke onzuiverheden zoals vrij silicium of zware metalen. Het heeft een lage stofbelasting in de zandstraalwerkplaats en is bijzonder geschikt voor gebruik in sectoren met een hoge zuiverheidsgraad, zoals de productie van elektronische componenten, medische apparatuur en halfgeleiderverpakkingen. Tegelijkertijd is de deeltjesvorm stabiel, is de stofontwikkeling laag en is het veiliger voor de gezondheid van operators.
4. Herbruikbaar en kostenbeheersbaar
Dankzij de hoge hardheid en structurele stabiliteit behoudt zwart silicium na meerdere cycli nog steeds een goed spuiteffect, waardoor materiaalverlies aanzienlijk wordt beperkt. In grootschalige automatische zandstraalapparatuur is zwart silicium zuiniger.
Ⅲ. Typische toepassingsgebieden
Zwarte siliciumstraalmiddelen worden veel gebruikt in de volgende sectoren:
Precieze oppervlaktebehandeling van hardwaremat: zoals het middelste frame van hoogwaardige mobiele telefoons, notebookbehuizingen, behuizingen van slimme horloges en andere producten van aluminiumlegeringen;
Behandeling van optisch glas met matglas: gebruikt voor lenzen, filters, optische venstermatten en decoratie;
Onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart en het leger: verwijder de oxidelaag zonder de grootte te veranderen om de hechting van de coating te verbeteren;
Etsen van het oppervlak van elektronische verpakkingen: verbeter de nauwkeurigheid van de verpakking en de hechting van de interface;
Micro-zandstralen van keramische en composietmaterialen: oppervlakteruwingsbehandeling om de hechtsterkte te verbeteren.
Ⅳ. Samenvatting
Met de voortdurende ontwikkeling van zandstraaltechnologie en de verschuiving van de maakindustrie naar hogere precisie en milieubescherming, kunnen traditionele zandstraalmaterialen niet langer voldoen aan de eisen van geavanceerde processen. Zwart silicium, als functioneel schuurmiddel met hoge sterkte, lage reflectie, hoge zuiverheid en milieubescherming, wordt een belangrijk upgrademateriaal in de zandstraalindustrie. Of het nu gaat om precisieproductie, optische matten, de verwerking van elektronische apparaten, oppervlaktevoorbehandeling van lucht- en ruimtevaartapparatuur en andere sectoren, zwart silicium heeft brede toepassingsmogelijkheden.